WO2000069597A1 - Procede et dispositif de polissage double face - Google Patents

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WO2000069597A1
WO2000069597A1 PCT/JP2000/003159 JP0003159W WO0069597A1 WO 2000069597 A1 WO2000069597 A1 WO 2000069597A1 JP 0003159 W JP0003159 W JP 0003159W WO 0069597 A1 WO0069597 A1 WO 0069597A1
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WO
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carrier
double
rotating
platen
work
Prior art date
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PCT/JP2000/003159
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Inventor
Akira Horiguchi
Ken Isobe
Heigo Tanaka
Tomio Fukushima
Kiyohide Murata
Tsuneo Takeda
Yoshiaki Uzu
Hiroshi Matsumoto
Original Assignee
Kashiwara Machine Mfg. Co., Ltd.
Sumitomo Metal Industries, Ltd.
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Priority claimed from JP13565299A external-priority patent/JP4294162B2/ja
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/07—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool
    • B24B37/08—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for double side lapping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/005—Feeding or manipulating devices specially adapted to grinding machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/017—Devices or means for dressing, cleaning or otherwise conditioning lapping tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B7/00—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
    • B24B7/10—Single-purpose machines or devices
    • B24B7/16—Single-purpose machines or devices for grinding end-faces, e.g. of gauges, rollers, nuts, piston rings
    • B24B7/17—Single-purpose machines or devices for grinding end-faces, e.g. of gauges, rollers, nuts, piston rings for simultaneously grinding opposite and parallel end faces, e.g. double disc grinders

Definitions

  • Double-side polishing method and apparatus Double-side polishing method and apparatus
  • the present invention relates to a double-side polishing method and apparatus used for double-side polishing of a silicon wafer, for example.
  • the silicon wafer which is a material for semiconductor devices, is cut into single-crystal silicon, subjected to rubbing, and then further polished to a mirror finish.
  • this mirror finish was applied only to the device forming surface.However, in the case of large-diameter devices larger than 8 inches, for example, 12 inches, the back surface on which no device is formed must have a finish comparable to the mirror surface. As a result, it became necessary to apply polishing on both sides.
  • FIG. 27 is a view taken along line CC of FIG. 26.
  • the planetary gear type double-side polishing machine is composed of a pair of upper and lower rotating surfaces 1, 2 and a plurality of carriers 3, 3, ⁇ ⁇ arranged as planet gears around the center of rotation between the rotating surfaces 1 and 2.
  • a sun gear 4 is provided at the center of rotation between the platens 1 and 2
  • an annular internal gear 5 is provided at an outer peripheral portion between the platens 1 and 2.
  • the upper rotating platen 1 can be moved up and down, and its rotating direction is opposite to the rotating direction of the lower rotating platen 2. Polishing cloth (see figure) (Not shown) is attached.
  • Each carrier 3 has an eccentric circular receiving hole, and holds a circular work 6 made of silicon wafer in the receiving hole.
  • the sun gear 4 and the internal gear 5 mesh with the plurality of carriers 3 from inside and outside, and are normally driven to rotate in the same direction as the lower rotating platen 2.
  • a plurality of carriers 3, 3,... are set on the lower rotating platen 2 while the upper rotating platen 1 is raised, and the work 6 is placed in each carrier 3. It is conveyed and supplied to the rotating platen 2.
  • the upper rotating platen 1 is lowered, and the workpieces 6, 6 ⁇ ⁇ are sandwiched between the rotating platens 1 and 2, more specifically, between the upper and lower polishing cloths.
  • the rotating surface plates 1 and 2, the sun gear 4, and the internal gear 5 are rotationally driven while the abrasive liquid is supplied between the rotating surface plates 1 and 2.
  • a plurality of push rods are provided on the upper rotating platen 1 corresponding to the plurality of works 6, 6,.
  • a plurality of suction nozzles are provided on the upper rotating platen 1 corresponding to a plurality of workpieces 6, 6,... Between the rotating platens 1 and 2, and the rotating platen after polish is completed.
  • the technology of adsorbing and holding all of the peaks 6, 6,... Between rotating platens 1 and 2 to the upper rotating platen 1 at the time of ascending 1 is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 9—88920. It is presented by the gazette.
  • a cleaning process is performed by brushing the polishing cloth mounted on each opposing surface of the rotary platens 1 and 2.
  • the process itself is such that a brush having the same outer shape as the carrier 3 is interposed between the rotating platens 1 and 2 like the carriers 3, 3
  • the worker manually supplies the brush on the lower rotating platen 2 and after the processing, the worker manually supplies the lower rotating platen 2 This was done by discharging the brush from above.
  • An object of the present invention is to enable complete automation of a double-sided polishing operation by removing various factors that hinder the automation.
  • a first object of the present invention is to provide a double-side polishing method and apparatus capable of fully automatically supplying a large-diameter work such as a 12-inch silicon wafer onto a lower rotating platen. Is to do.
  • a second object of the present invention is to provide a double-side polishing method and a double-side polishing method capable of automatically discharging a gap between upper and lower rotary platens and also reliably preventing mechanical damage and drying of a work. It is to provide a device.
  • a third object of the present invention is to provide a double-side polishing apparatus capable of efficiently and economically performing high-quality double-side polishing using frequent brushing and dressing.
  • Another object of the present invention is to provide a double-side polishing apparatus which can polish a large work with high accuracy and high efficiency at low cost and can prevent the work from being contaminated.
  • Still another object of the present invention is to provide a double-side polishing apparatus capable of increasing the utilization rate of the polishing liquid supplied between the upper and lower platens and preventing the polishing liquid from entering the driving section. It is in.
  • the plurality of carriers holding the work to be polished are rotated at least between upper and lower rotating platens, thereby simultaneously polishing the plurality of works held by the plurality of carriers on both surfaces.
  • the double-side polishing method for polishing includes a step of combining the work with the carrier before supplying the work to the lower platen, and a step of supplying the work combined with the carrier to the lower platen in a combined state. ing.
  • the first double-side polishing apparatus according to the present invention is characterized in that a plurality of carriers holding a workpiece to be polished are rotated at least between upper and lower rotating platens, thereby simultaneously polishing a plurality of workpieces held by a plurality of carriers on both sides.
  • a polishing device main body for polishing for polishing, a combining mechanism for combining the work with the carrier outside the polishing device main body, and a supply mechanism for supplying the work combined with the carrier outside the polishing device main body to the lower platen in a combined state.
  • the carrier is not previously placed on the lower surface plate when the work is supplied onto the lower surface plate, but before the work is supplied, that is, outside the polishing device body.
  • the polished work may be discharged from the lower platen separately from the carrier, or may be discharged from the lower platen while being combined with the carrier.
  • the latter is preferred from the viewpoint of simplifying the structure of the device. That is, by discharging the polished work from the lower surface plate while being combined with the carrier, a supply mechanism for supplying the work and the carrier onto the lower surface plate can be used as a discharge mechanism for the work and the carrier.
  • the first alignment mechanism that aligns the carrier, the second alignment mechanism that aligns the workpiece before it is integrated with the carrier, and the wafer that has been aligned are aligned. It is preferable to use a device having a transfer mechanism for transferring the material into the carrier, since a reliable uniting operation can be performed with a simple device configuration.
  • the lower surface plate For the work supply on the lower surface plate, the lower surface plate is conventionally fixed. The work was transported to multiple positions on the surface plate.However, in this supply mode, the work transfer mechanism became complicated and the transfer accuracy was reduced.Therefore, by performing an indexing operation to rotate the lower surface plate by a predetermined angle, It is preferable that the workpieces are sequentially conveyed to a fixed position.
  • the supply of the work to the fixed position in combination with the indexing operation is performed not only when the work is combined with the carrier and supplied to the main body of the polishing apparatus, but also when the work is combined with a plurality of carriers preset in the main body of the polishing apparatus. It is also applicable to cases where similar effects can be obtained.
  • the plurality of carriers holding the work to be polished are rotated at least between upper and lower rotating platens, so that the plurality of workpieces held by the plurality of carriers are simultaneously coated on both surfaces.
  • a plurality of fluid nozzles opening on the surface of the surface plate are provided on the upper surface plate and / or the lower surface plate so as to face a plurality of works between the surface plates.
  • a second double-side polishing apparatus is characterized in that a plurality of carriers holding a workpiece to be polished are rotated at least between upper and lower rotating platens, thereby simultaneously polishing a plurality of workpieces held by a plurality of carriers.
  • a polishing device main body is provided for polishing.
  • the upper rotating platen and / or the lower rotating platen have a plurality of fluid nozzles that open on the surface of the platen so as to face multiple works between the rotating platens.
  • the fluid nozzles on the upper rotating plate are connected to the liquid supply mechanism, and the fluid nozzles on the lower rotating plate are connected to the suction mechanism. .
  • the rotary platen when the rotary platen is separated after the double-side polishing, all the work between the rotary platens is ejected by a fluid from the upper side and / or a fluid by suction to the lower side.
  • the pressure ensures that it is held on the lower rotating platen side.
  • the lower rotating platen is filled with a liquid such as an abrasive liquid, and the work is held on the rotating platen to prevent the work from drying.
  • fluid injection from above does not cause mechanical damage to the work and does not dry the work. Rather, the liquid can be supplied to the upper surface of the work piece, and the work can be positively prevented from drying.
  • Either one of the fluid ejection from the upper side and the suction from the lower side may be used, or both may be used.
  • prolonged suction to the lower side may cause liquid remaining on the lower rotating platen to be removed and cause the lower surface of the work to dry.
  • the plurality of fluid nozzles are provided not only on the entire surface of the rotating platen but only at positions corresponding to the plurality of workpieces between the rotating platens, because the fluid pressure can be effectively used. In this case, after polishing is completed, it is necessary to stop the rotary platen at a position where the plurality of fluid nozzles face each surface of the plurality of workpieces.
  • the third double-side polishing apparatus is configured to simultaneously rotate a plurality of carriers holding a workpiece to be polished by rotating the plurality of carriers between upper and lower rotating platens, thereby simultaneously transferring the plurality of workpieces held by the plurality of carriers.
  • a double-side polishing machine that performs double-side polishing, it is arranged between upper and lower rotating platens instead of a plurality of carriers, and at least rotates between the upper and lower rotating platens like a carrier, so that the upper and lower rotating platens face each other.
  • a storage section for storing a plurality of processing bodies for processing the mounted abrasive cloth, and a plurality of processing bodies are supplied between the upper and lower rotary platens from the storage section, and the used processing bodies are transferred between the upper and lower rotary platens.
  • a transport section for discharging is
  • the processing object is a brush for cleaning the polishing cloth and / or a dresser for leveling the polishing cloth.
  • the third double-side polishing apparatus of the present invention not only the work but also the brush and the dresser are automatically supplied and automatically discharged. Therefore, even when brushing and dressing the polishing cloth frequently, the work efficiency is improved. Reduction and increase of operation cost are avoided. Therefore, high-quality double-side polishing using frequent brushing and dressing is performed efficiently and economically, and it is even possible to perform dressing every time double-side polishing is performed.
  • brushing and dressing are compared, it is preferable to emphasize brushing. For this reason, it is necessary to automate brushing, and it is desirable to combine dressing automation as necessary. You.
  • a configuration that supplies the work before polishing between the upper and lower rotary platens and discharges the polished work from between the upper and lower rotary platens is also preferable for the purpose of streamlining the equipment. .
  • the main body of the polishing apparatus includes a pair of rotary bases for polishing both surfaces of the work, a plurality of gear-type carriers arranged around a rotation center between the pair of rotary bases, each of which holds the work eccentrically.
  • a center gear that is arranged at the center of rotation between the rotating platens and engages with a plurality of carriers arranged around the center gear to synchronize and rotate the plurality of carriers, and a center gear around each of the plurality of carriers It is preferable to provide a plurality of rotation means which are distributed and arranged correspondingly, and each of which engages with the inner carrier and holds the carrier in a fixed position in cooperation with the center gear to rotate.
  • the plurality of rotation means be engaged with the carrier at one or more positions, and that the teeth be rotated by one or more rotation gears along the rotation axis. Further, a configuration in which the carrier is rotated by a worm gear is preferable.
  • the rotating gear has a structure that can be moved in the direction of the rotating shaft, a structure in which a plurality of thin gears having a small thickness are stacked in the direction of the rotating shaft, or a structure in which both are combined.
  • the manufacturing cost is reduced.
  • the rotating gear By making the rotating gear movable in the direction of the rotation axis, local wear due to engagement with the carrier is suppressed, and the frequency of replacement is reduced, thereby reducing the polishing cost.
  • a worn part By forming a structure in which a plurality of thin gears having a small thickness are stacked in the direction of the rotation axis, a worn part can be partially replaced, and a polishing cost is reduced. The combination of the two particularly reduces the polishing cost.
  • the material of the rotating gear may be either metal or non-metal, but among non-metals, resin is particularly preferable.
  • the rotary gear made of resin can prevent work contamination due to metal powder and can reduce wear of expensive carriers. The increase in the polishing cost due to the wear itself can be effectively avoided by combining the above structures.
  • the type of the resin monomer-casting nylon, PVC or the like is preferable from the viewpoint of procurement cost, mechanical strength, workability, and the like.
  • the type of rotary gear is basically a so-called spur gear whose teeth are parallel to the rotation axis, but the teeth are slightly inclined with respect to the rotation axis (for example, inclined at an angle of 10 ° or less). It may be a gear.
  • the pins are not limited to normal gears in which peaks and valleys are repeated in the circumferential direction, and pins are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction. It may have a structure of
  • Each rotation means preferably has a structure in which the rotating gear is engaged with the carrier at two or more positions from the viewpoint of securely holding the carrier at a fixed position.
  • the rotating gear By making the rotating gear movable in the direction of the rotating shaft, the rotating gear can be retracted from a fixed position, and the operation of setting and removing the carrier is simplified.
  • the retracting structure of the rotating gear can be not only by moving in the direction of the rotating shaft but also by moving radially or obliquely.
  • the worm gear is arranged so that the rotation axis is substantially parallel to the tangent of the inner carrier, and makes linear contact with the carrier in the circumferential direction. Therefore, even when the worm gear is made of resin, its wear is suppressed. Further, the carrier can be securely held at a fixed position by one gear, and the configuration of the rotation means can be particularly simplified. In other words, in order to securely hold the inner carrier in place, two spur gears need to be provided on the outside of the carrier, but a worm gear requires only one, and two need not be provided. .
  • a straight type whose outer diameter is constant in the direction of the rotation axis (see Fig. 19 (a)) is generally used, but the outer diameter of the worm gear in the direction of the rotation axis corresponds to the outer circumferential arc of the inner carrier. It is also possible to use a modified drum-shaped one (see Fig. 19 (b)), and the latter, which has a longer contact length with the carrier, is preferred from the viewpoint of suppressing wear.
  • the material of the worm gear may be either a metal or a non-metal, but a resin is particularly preferable among the non-metals.
  • the worm gear made of resin can avoid peak contamination due to metal powder and can reduce wear of expensive carriers.
  • a monomer casting resin or PVC is preferable in terms of procurement cost, mechanical strength, workability, and the like.
  • Multiple rotation means can be driven synchronously by a common drive source .
  • the common drive source here can also serve as the drive source for the center one gear. Further, it can be electrically driven synchronously using a separate drive source.
  • a plurality of carriers holding the wafer are arranged at predetermined intervals in the rotational direction between the upper and lower rotating platens, and each carrier is a sun gear at the center of the platen and an inner gear at the periphery of the platen.
  • each carrier performs a planetary movement between the upper and lower rotating platens to polish both sides of the wafer held by each carrier, and the abrasive liquid is supplied between the upper and lower rotating platens.
  • a plurality of abrasive fluid supply paths are provided on the upper rotating platen, and a sun gear is integrated with the center of the lower rotating platen.
  • the sun gear is integrated with the lower rotating plate, so that the polishing liquid supplied between the upper and lower rotating plates is separated from the inner gear on the outer peripheral side and the lower rotating plate. It is discharged only from the gap between the disc and the disc. For this reason, the residence time of the polishing liquid between the upper and lower rotating platens becomes longer, the utilization rate of the polishing liquid is improved, and the penetration of the polishing liquid into the drive section concentrated in the central portion is avoided. If the abrasive liquid is supplied intensively to the center side, the abrasive liquid moves to the outer peripheral side by centrifugal force, so that the utilization rate of the abrasive liquid is further improved.
  • the sun gear When the sun gear is integrated with the lower rotating plate, it is impossible to drive the sun gear independently of the lower rotating plate, and the upper rotating plate is linked to the sun gear.
  • the upper and lower rotating platens rotate synchronously at a constant speed.
  • the planetary motion of the carrier is performed as the sun gear rotates with the lower rotating plate.
  • the abrasive liquid is sucked by the speed difference between the upper rotating platen and the carrier.
  • the upper rotating platen may be driven to rotate independently of the lower rotating platen.
  • the main body of the polishing machine also has an annular carrier holding the wafer inside.
  • This is a method in which both sides of the wafer held in the carrier are polished by performing a planetary motion between the surface plates of the carrier, and a notch formed on an outer circumferential surface of the carrier is formed on an inner circumferential surface of the carrier. It is preferable that a convex portion to be fitted is provided L. Also, in the carrier of the present invention, a wafer to be polished on both sides is fitted inside, and a notch formed on an outer peripheral surface of the wafer is fitted. Are provided on the inner peripheral surface.
  • a notch such as a V notch or orientation flat representing the crystal orientation of the wafer is formed.
  • CFRP carbon fiber reinforced plastic
  • high-strength abrasion-resistant plastic is preferable. It is also possible to use a resin reinforced with the above-described stainless steel, glass fiber, or the like, for example, an epoxy resin, a phenol resin, a nylon resin, or the like. In the case of a resin carrier other than a high-strength abrasion-resistant plastic, it is preferable to coat a high-strength abrasion-resistant plastic on the inner peripheral surface thereof.
  • a resin having low frictional resistance on the inner peripheral surface of the carrier. This also prevents wear on the inner surface of the carrier due to the change in the contact surface between the carrier and the carrier during polishing.
  • the resin having a low frictional resistance coated on the inner peripheral surface of the carrier high-molecular polyethylene, epoxy resin, fluororesin, PPS, ceramic, PEEK, PES, and the like can be used.
  • the double-side polishing apparatus of the present invention uses an Ea transfer device as ancillary equipment.
  • the wafer transfer device includes a robot arm that moves in at least two directions for transferring a horizontally supported wafer, and a robot arm that is attached to the robot arm to suck the upper surface of the wafer. And an outer peripheral portion having a plurality of suction ports formed in the annular contact surface in an annular manner with a gap in the circumferential direction.
  • An annular adsorption type is preferred.
  • the outer peripheral annular suction type chuck contacts the upper surface of the wafer 18, but the contact portion is limited to the periphery of the wafer. (4) Since the peripheral portion of the wafer is usually a region that is not a target of device formation, gripping during handling is allowed. In addition, since the chuck contacts the entire periphery of the wafer 18, the wafer can be reliably held even though it is in partial contact.
  • the wafer transfer device also has a robot arm that moves in at least two directions for transferring a horizontally supported wafer, and is attached to the robot arm, and supports the wafer from below. And a chuck for adsorbing the lower surface of the wafer.
  • the chuck contacts an arc-shaped portion of the lower surface of the peripheral portion of the wafer in the circumferential direction, and a circumferential gap is formed in the arc-shaped contact surface.
  • the outer periphery arc-shaped suction type chuck contacts the lower surface of the wafer 18, but the contact portion is limited to a part of the wafer periphery.
  • FIG. 1 is a plan view of a double-side polishing facility according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of a double-side polishing apparatus used in the double-side polishing equipment.
  • Figure 3 is a plan view of the lower rotating platen.
  • Fig. 4 is a longitudinal sectional view of the lower rotating platen.
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the upper rotating platen.
  • FIG. 6 is a plan view of a combining mechanism for combining a work and a carrier.
  • FIG. 7 is a side view of the uniting mechanism.
  • FIG. 8 is a side view of the carrier transport mechanism in the combining mechanism.
  • FIG. 9 is a plan view and a side view of a supply mechanism for supplying a work onto the lower surface plate.
  • FIG. 10 is a plan view and a side view of the brush storage unit.
  • FIG. 11 is a plan view and a side view of the dresser storage section.
  • FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of the polishing apparatus main body, mainly showing a carrier driving mechanism.
  • FIG. 13 is a diagram showing an arrow AA in FIG.
  • FIG. 14 is a plan view of a power transmission system for carrier drive.
  • FIG. 15 is a plan view of another carrier driving mechanism.
  • FIG. 16 is a plan view of a power transmission system of the carrier drive mechanism.
  • FIG. 17 is a plan view of still another carrier drive mechanism.
  • FIG. 18 is a front view of the rotation means.
  • FIG. 19 is a plan view of the worm gear.
  • FIG. 20 is a schematic side view showing another embodiment of the polishing apparatus main body.
  • FIG. 21 is a view taken along line BB of FIG.
  • FIG. 22 is a plan view showing still another embodiment of a polishing apparatus main body for a carrier.
  • FIG. 23 is a plan view of another carrier.
  • FIG. 24 is a configuration diagram of a main part of the wafer transfer apparatus according to an embodiment of the present invention, (a) is a plan view, and (b) is a side view.
  • FIG. 25 is a configuration diagram of a main part of the wafer transfer apparatus showing another embodiment of the wafer transfer apparatus, where (a) is a plan view and (b) is a side view.
  • FIG. 26 is a schematic configuration diagram of a double-side polishing apparatus.
  • FIG. 27 is a diagram showing a line CC in FIG. 12. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • the double-side polishing equipment shown in Fig. 1 is used for automatic double-side polishing of silicon wafer 18.
  • This double-side polishing apparatus is composed of a plurality of double-side polishing apparatuses 100, 100, ... arranged in a lateral direction, a loader fan loader apparatus 200 arranged on the side thereof, and a basket connecting these.
  • the transfer device 300 is provided.
  • the loader / unloader device 200 includes a suction-type work transfer robot 210.
  • the work transfer robot 210 takes out the work 400 before polishing made of silicon wafers from the carry-in basket 220 and transfers the work basket 310 in the basket transfer device 300. It will be transferred inside. Further, the workpiece 400 after polishing is taken out of the transport basket 310 and transferred to the carry-out basket 230.
  • the transport basket 310 accommodates a plurality of workpieces 400, 400,... Vertically stacked at predetermined intervals.
  • the basket transfer device 300 has a plurality of lifting mechanisms 320, 320 corresponding to the plurality of double-side polishing devices 100, 100, and so on.
  • the transport basket 310 in which 00 is stored is selectively transported from the loader / unloader device 200 to the plurality of lifting / lowering mechanisms 320, 320,.
  • the transport basket 310 in which the workpiece 400 after polishing is accommodated is transported to the loader / unloader device 200 from the lifting / lowering mechanism 320,320.
  • the lifting / lowering mechanism 320 is used to transfer a plurality of buckets 400, 400 ... stored in the transport basket 310 to the corresponding double-side polishing apparatus 100,
  • the transport basket 310 is moved up and down at a pitch corresponding to the accommodation and alignment pitch of the workpieces 400, 400.
  • the double-side polishing apparatus 100 is mounted on a common base frame as shown in FIG. Polishing machine body 110, first work transfer section 120, work positioning section 130, carrier storage section 140, carrier transfer section 150, carrier positioning section 160, second work It has a transport unit 170, a brush storage unit 180, and a dresser storage unit 190.
  • the polishing machine body 110 consists of a lower rotating platen 1 1 1, an upper rotating platen 1 1 2 (see Fig. 5) concentrically combined with the lower rotating platen 1 1 1, and a lower rotating platen 1 1 11 includes a center gear 1 13 provided on the center of 1 1, and a plurality of rotation means 1 1 4, 1 1 4 ⁇ ⁇ provided around the lower rotating platen 1 1 1 O o
  • the lower rotating platen 1 1 1 1 supports a plurality of carriers 500, 500, ... around the center gear 113.
  • the carrier 500 is a circular external gear having a circular receiving hole 5100 at a position eccentric with respect to the center thereof, and a silicon wafer, which is a workpiece 400, is provided in the receiving hole 5100. To accommodate.
  • the rotating surface plate 111 is a disk having an opening at the center, and is mounted on the rotating support member 111a having a cavity at the center. Have been.
  • the rotation supporting member 111a is driven to rotate in a predetermined direction by a driving mechanism (not shown), thereby rotating the rotating platen 111 in a predetermined direction and stopping at the origin position.
  • the origin position is a reference stop position of the rotary platen 111 before and after polishing, particularly after polishing.
  • the rotary platen 111 is provided with a plurality of nozzles 111b, 111b, penetrating the rotary platen 111 in the thickness direction.
  • the plurality of nozzles 1 1 1 1 b and 1 1 1 b are provided so as to correspond to the workpiece 4 0 0 in the carrier 5 0 0 when the rotary platen 11 1 stops at the home position. .
  • These nozzles 1 1 1b, 1 1 1 1 b ⁇ ⁇ are provided with conduits 1 1 1 c and 1 1 1 c ⁇ between the rotating platen 1 1 1 and the disk portion of the rotating support member 1 1 1a.
  • Rotation support Suction device (not shown) via the vertical holes 1 lid, 1 1 d, provided in the shaft of the material 1 1a and the one-way joint 1 1 1e attached to the shaft It is connected to the.
  • the upper rotating surface plate 112 is an annular disk, and is attached to the lower surface of the disk portion of the rotation supporting member 112a.
  • the rotation support member 112a is vertically driven and rotationally driven by a drive mechanism (not shown).
  • the rotating platen 1 1 2 moves up and down on the lower rotating platen 1 1 1 1, rotates in the opposite direction to the rotating platen 1 1 1, and stops at the home position o
  • the rotary platen 112 is provided with a plurality of nozzles 112b, 112b- 'that penetrate the rotary platen 112 in the thickness direction.
  • the plurality of nozzles 1 1 2 b, 1 1 2 b ⁇ ⁇ ⁇ are similar to the nozzles 1 1 1 b ⁇ 1 1 1 ⁇ ⁇ ⁇ and the carrier 500 when the rotary platen 1 1 2 stops at the home position. It is provided so as to correspond to the work 400 inside.
  • These nozzles 112b, 112b ⁇ ⁇ are conduits 112c, 112. ⁇ Connected to a fluid supply device (not shown) via a horizontal hole and a vertical hole provided in the disk portion of the rotation support member 11a.
  • the center gear 1 1 3 of the main body 110 of the polishing apparatus is positioned by a circular recess 1 1 1 f provided on the upper surface of the center of the rotary platen 1 1, and a plurality of center gears 1 1 3 are arranged on the rotary platen 1 1 1 Carriers of 500 and 500
  • the drive shaft of the gear 11 1 has an opening 11 1 g provided in the center of the rotating platen 11 1, and a cavity 11 1 1 provided in the center of the rotating support 11 1 a. h, penetrates below the rotation supporting member 111a, and is connected to a driving device (not shown). As a result, the center gear 113 is independently driven to rotate with respect to the lower rotating plate 111.
  • a plurality of rotation means 1 1 4, 1 1 4 ⁇ ⁇ ⁇ are arranged on the rotating platen 1 1 1 Outside of the plurality of carriers 500, 500 and each rotating means 1 14 is composed of two vertical gears 1 1 4a, 1 1 4a that engage with the corresponding carrier 500. have.
  • the gears 114a and 114a are synchronously driven to rotate in the same direction by a driving device (not shown), so that the corresponding carrier 500 is co-located with the center gear 113 in a fixed position. Rotate.
  • the above is the structure of the polishing apparatus main body 110.
  • the following are the first work transfer section 120, work positioning section 130, carrier storage section 140, carrier transfer section 150, carrier positioning section 160, second work transfer section 1 ⁇ 0
  • the respective structures of the brush storage section 180 and the dresser storage section 190 will be described in order.
  • the combining mechanism for combining the workpiece 400 with the carrier 500 outside the polishing apparatus main body 110 includes a first workpiece transport unit 120, a work positioning unit 130, and a carrier transport unit 150. And the carrier positioning unit 160, and the first work transfer unit 120 also serves as a carry-in mechanism for carrying the work 400 into the double-side polishing apparatus 100. Further, a supply mechanism for supplying the workpiece 400 and the carrier 500 integrated on the outside of the polishing apparatus main body 110 onto the lower rotating platen 111 of the polishing apparatus main body 110 is the following.
  • the second work transfer section 170 is composed of a work 400, which has been polished on the lower rotating platen 111, and a carrier 500. Also serves as a discharge mechanism that discharges to the outside of the polishing device body 110 in the combined state o
  • the first work transfer section 120 is a double-side polishing machine for transferring the work 400 from the transfer basket 310 stopped by the elevating mechanism 320 of the basket transfer apparatus 300.
  • the work carrying mechanism for carrying in the work 100 is also used as a work transfer mechanism for transferring the work 400 from the work positioning unit 130 to the carrier positioning unit 160.
  • the first work transfer section 120 has a suction arm 1 21 and a suction arm 1 2 1 which horizontally suck the work 400 from above at the lower surface of the tip.
  • a drive mechanism 122 composed of an articulated robot for driving the robot in the horizontal and vertical directions.
  • the work positioning portion 130 includes a pair of holding members 13 1 and 13 1 for clamping the work 400 from both sides, and holding members 13 1 and 13. And a drive mechanism 1 32 for driving the 1 toward and away.
  • the opposing surfaces of the gripping members 13 1 and 13 1 are arc surfaces corresponding to the outer peripheral surface of the work 400.
  • the first work transfer unit 120 is a base (not shown) of the work positioning unit 130 from the transfer basket 310 stopped at the elevating mechanism 320 of the basket transfer device 300. Place on top.
  • the workpiece 400 placed on the table is located between the gripping members 13 1 and 13 1 separated from both sides. In this state, the gripping members 13 1 and 13 1 approach the inside, and the work 400 is moved to a fixed position by clamping the work 400 from both sides. Thereby, the workpiece 400 is positioned.
  • the positioned work 400 is again sucked by the first work transfer section 120 and transferred to a carrier positioning section 160 described later.
  • the carrier storage section 140 has a multi-stage support plate 1 for supporting a plurality of carriers 500, 500,... Vertically at predetermined intervals. 4 1 and 1 4 1 ⁇ ⁇ are provided.
  • the support shafts 14 2 that support the support plates 14 1, 14 1 ⁇ ⁇ are supported movably in the axial direction by vertically fixed guide sleeves 14 3, and attached to the guide sleeves 14 3. It is driven in the axial direction by a ball screw drive mechanism 144. to this ⁇ Carriers 500, ⁇ Place them on 1 in order.
  • each support plate 141 supports the carrier 500 with a part thereof projecting to both sides.
  • the carrier transport unit 150 transports the carrier 500 from the carrier storage unit 140 to the carrier positioning unit 160.
  • the carrier transport section 150 includes a support table 151 for horizontally supporting the carrier 500, and a pair of transport mechanisms 1502 provided on both sides of the support table 151. , 1 52 and.
  • the support base 151 has a cutout 151 a through which the support plates 141, 141,... Of the carrier storage part 140 pass at the end of the carrier storage part 140 side. .
  • a circular large-diameter opening 15 1 b through which the receiving base 16 2 of the carrier positioning part 16 0 described later passes.
  • a plurality of small-diameter openings 15 1 c and 15 1 c ⁇ into which a plurality of positioning pins 16 3 and 16 3 ⁇ are inserted are provided.
  • the transport mechanism 15 2 on each side is movably supported by a horizontal guide rail 15 2a mounted on the side of the support 15 1 and a guide rail 15 2a.
  • a drive mechanism 152c for driving the slider 152b drives the belt by a motor, thereby driving the slider 152b connected to the belt straight along the guide rail 152a.
  • the slider 15b has a pin-shaped engaging portion 15d that protrudes upward. The engaging portion 15 2 engages with the side of the outer peripheral teeth of the carrier 500 mounted on the support base 15 o
  • the carrier storage section 140 is located in a state in which the sliders 152b, 152b of the transport mechanisms 152, 152 on both sides are positioned on both sides of one end of the support base 151.
  • the carrier 500 is mounted on one end of the support base 151, so that both sides of the outer peripheral teeth of the carrier 500 have sliders 152b, 15 on both sides.
  • the engaging portions 15 2 d and 15 2 d of 2 b are engaged.
  • the sliders 15 2 b and 15 2 b move synchronously to both sides of the other end of the support 15 1, so that the carrier 500 moves up to the other end of the support 15 1. It is conveyed and sent to the carrier positioning unit 160.
  • the carrier positioning part 160 combined with the other end of the support base 151 positions the carrier 500 as shown in FIGS. 6 and 7. And a circular receiving table 162 on which the workpiece 400 is placed.
  • the lifting plate 16 1 has a plurality of positioning pins 16 3, 16 3.
  • the pedestal 162 is located above the elevating plate 161, and is driven up and down together with the elevating plate 161 by the lower drive mechanism 1664.
  • the initial position of the carrier positioning unit 160 is such that the upper surface of the upper receiving table 162 is substantially flush with the upper surface of the support table 151 of the carrier transporting unit 150. Therefore, in this initial position, a plurality of positioning pins 16
  • 16 3 ⁇ are located below the support plate 15 1.
  • the receiving hole 510 of the carrier 500 becomes the large-diameter opening 15 of the support base 151. Matches 1 b.
  • the lifting plate 16 1 and the receiving table 16 2 are raised. Due to this rise, the plurality of positioning pins 16 3, 16 3 ⁇ pass through the small-diameter openings 15 1 c, 15 1 c ⁇ provided at the other end of the support base 15 1, and then move to the other end. It is inserted from below into a plurality of small-diameter holes 520, 520 provided in the carrier 500 on the part for positioning. As a result, the carrier 500 is positioned on the other end of the support base 151.
  • the pedestal 16 2 is the large-diameter opening 15 1 b of the support 15 1
  • the carrier rises to above the carrier 500 through the housing hole 5100 of the carrier 500.
  • the workpiece 400 that has been positioned by the workpiece positioning unit 130 is sucked and transported by the first workpiece transport unit 120 and placed.
  • the lifting plate 16 1 and the receiving table 16 2 are lowered to the initial position.
  • the workpiece 400 on the receiving table 162 is inserted into the receiving hole 5100 of the carrier 500 positioned on the other end of the support table 151, and the workpiece 400 is placed. It is combined with the carrier 500 so as to be separable.
  • the second work transport section 170 of the double-side polishing apparatus 100 transports the combined workpiece 400 and carrier 500 to the polishing apparatus main body 110.
  • the second work transfer section 170 has a suction head 172 attached to the front end of a horizontal arm 171, and an arm 171, with the base at the center. It has a drive mechanism 173 that rotates in a horizontal plane as a center and drives vertically up and down.
  • the suction head 17 2 is equipped with a plurality of suction pads 17 4, 17 4 '' on the lower surface to hold the workpiece 400 and the carrier ⁇ ⁇ 50
  • the suction head 172 By combining this suction with the rotation and lifting of the suction head 172 associated with the rotation and lifting and lowering of the arm 171, the workpiece 4 0 0 united at the carrier positioning section 16 0 And the carrier 500 are conveyed onto the lower rotating platen 111 of the polishing apparatus main body 110.
  • the brush storage section 180 has a support base 18 1 for supporting a plurality of brushes 600, 600 in a thickness direction, and a support base 18 1. Holding members for holding brushes 600, 600, 8 and 2.
  • the support shaft 1 8 3 that supports the support base 18 1 is supported by a vertically fixed guide sleeve 18 4 so as to be movable in the axial direction, and a ball screw drive mechanism 1 attached to the guide sleeve 18 4 Driven in the axial direction from 8 5.
  • Each brush 600 is an external gear having a shape corresponding to the carrier 500, and is used for cleaning the polishing cloth mounted on the opposing surface of the rotating platen 111, 112. For this cleaning, several brush parts 6 1
  • the brush sections 6110, 610 ⁇ ⁇ ⁇ are distributed so that they can be suctioned and conveyed.
  • the brushes on the upper surface 61 0, 61 0 ⁇ ⁇ and the brush on the lower surface are brushes 600, 600 ⁇
  • the holding members 18 2, 18 2 are brushes 600, 600 on the support base 18 1.
  • the brush 600, 600 is held by engaging with the outer peripheral teeth of •.
  • the dresser storage section 190 includes a support base 191 for supporting a plurality of dressers 700, 700, and so on in a thickness direction, and a support base 191, A plurality of holding members 1 for holding the upper dresser 700, 700,
  • the support base 19 1 has a plurality of support pins 19, whose outer diameters increase stepwise from top to bottom. Supports dressers 700 and 700 by means of 3,193.
  • the support shaft 194 that supports the support base 191 is supported by a vertically fixed guide sleeve 1995 so as to be freely movable in the axial direction, and is a ball screw drive mounted on the guide sleeve 1995. Driven in the axial direction by mechanism 196.
  • Each dresser 700 is an external gear having a shape corresponding to the carrier 500.
  • the rotating platens 1 1 1 and 1 2 Grinding portions 710, 710, etc. which are made up of a large number of diamond pellets, are attached in order to break in the surface of the polishing cloth mounted on the surface. Since the grinding units 7100, 7100,... Are provided only on the outer periphery of the dresser 700, the dresser 700 can also be suction-conveyed.
  • the second workpiece transfer section 170 that sucks and transports the workpiece 400 and the carrier 500 combined by the carrier positioning section 160 to the polishing apparatus main body 110 includes a brush 600 and a dresser 700. It also serves as a transfer unit that sucks and transfers to the polishing apparatus main body 110. For this reason, the brush storage section 180 and the dresser storage section 190 are arranged immediately below the turning arc of the suction head 172 of the second work transfer section 170.
  • the double-side polishing machine 100 is configured to transfer a plurality of workpieces 400, 400 from the transport basket 310 stopped by the elevating mechanism 320 of the basket transport device 300 to the first workpiece transport unit. Carry in by 120. Specifically, the suction arms 1 21 of the first work transfer section 110 suck the discs 400, 400 in the transfer basket 310 in order from the top and work position. It is placed on a table (not shown) of the fitting section 130. With the removal of the workpieces 400, 400, ⁇ , the transport basket 310 is driven upward by one pitch by the lifting mechanism 320.
  • the gripping members 131, 131 approach. As a result, the workpiece 400 is positioned at a predetermined position.
  • the carriers 500, 500 in the carrier storage section 140 are the carrier transport sections 150. Is transported from one end to the other end of the support base 15 1 by It is sent to the carrier positioning unit 160.
  • the carrier 500 sent to the carrier positioning section 160 is moved up by the lifting plate 161 and the pedestal 162, and by raising the plurality of positioning pins 163, 163 '. It is positioned at a predetermined position.
  • the suction arm 1 2 1 of the first work transfer unit 1 20 causes the work 4 0 0 is conveyed.
  • the suction arm 1 21 of the first work transfer unit 120 sucks the work 400 aligned by the work positioning unit 130 from above and transfers it to the receiving table 16 2. Therefore, if the workpiece 400 is located at the predetermined position in the workpiece positioning unit 130, the workpiece 400 will be positioned at the predetermined position even on the cradle 162.
  • the work 400 is accurately positioned with respect to the receiving hole 510 of the carrier 500 positioned below.
  • the work plate 400 is reliably inserted into the receiving hole 510 of the carrier 500 by lowering the lifting plate 161 and the receiving table 162 to the initial position.
  • the merging operation can be performed. It is done reliably. Therefore, monitoring and reworking by workers are not required.
  • the work 400 is transferred to the work positioning unit 130 by a simple suction-type first work transfer unit 120, and a complicated guide is provided to the first work transfer unit 120. Since there is no need to provide a mechanism, the configuration of the device is simplified.
  • the polishing machine When the work 400 and the carrier 500 are combined at the work positioning unit 130, the polishing machine remains in the combined state by the work 400 and the carrier 500, and the second work transfer unit 170.
  • Main body 1 1 0 Lower rotating platen 1 1 It is transported to a fixed position on 1. At this time, in the main body 110 of the polishing apparatus, the upper rotating platen 112 rises, and the plurality of rotation means 114, 114 fall.
  • the workpieces 400, 400 are fed onto the lower rotating platen 111.
  • the second work transfer section 170 that transfers the workpiece 400 and the carrier 500 in order is distributed to multiple positions on the rotary platen 1 1 1
  • the structure is simpler and the transfer accuracy is higher than those that perform the transfer.
  • the plurality of rotation means 1 1 4, 1 1 4 ⁇ ⁇ ⁇ are lowered, they do not engage with the carriers 5 0 0 ⁇ 5 0 ⁇ ⁇ ⁇ on the rotating platen 11 1.
  • the center gear 113 fits the carrier 500, 500 on the rotary platen 111, but the carrier 500, 500 on the rotary platen 111. Is driven in synchronization with the rotation of the rotating platen 111 so that the platen does not move relative to the rotating platen 111. For these reasons, the workpieces 400, 400 supplied on the lower rotating platen 1 1 1 1 are also moved on the rotating platen 1 1 1 by the indexing operation of the rotating platen 1 1 1. Does not cause inadvertent movement.
  • the plurality of rotating means 1 1, 1 1 4 The turntable 1 1 2 of the lowers.
  • the rotating platen 1 1, 1 1 2 is rotated in the opposite direction while supplying the abrasive liquid between the rotating platen 1 1, 1 1 2.
  • the center gear 113 and the rotation means 111, 114 which engage with the carriers 500, 500, ... are synchronously driven to rotate.
  • carriers 500, 500 • continues to rotate at a fixed position between the rotary platens 1 1 1 and 1 12, and the workpieces 400 400 held by the carriers 500 500... perform eccentric rotation. Thereby, both surfaces of each work 400 are polished.
  • the grinding machine body 110 which rotates the carriers 500, 500 ⁇ ⁇ between the rotating surface plates 1 1 1 and 1 12 at a fixed position, has a larger internal gear compared to the conventional planetary gear system with revolution. By eliminating the need for polishing, the cost of the apparatus can be reduced while maintaining high polishing accuracy. Also, by making the rotating means 114, 114 ⁇ ⁇ ⁇ up and down, the indexing operation of the rotating platen 111 when the workpieces 400, 400 ⁇ ⁇ are supplied can be performed by the rotating platen 111. It can be done simply with the rotation of 1 and 13 gears. If the center gear 113 is a lifting type like the rotation means 114, 114, ⁇ ⁇ ⁇ , the indexing operation can be performed only by rotating the rotary platen 111.
  • the upper and lower rotating platens 1 1, 1 and 12 stop at the origin position. After the stop, the rotary platen 112 is raised while spraying fluid such as water from a plurality of nozzles 112b, 112b * provided on the upper rotary platen 112. Also, a plurality of nozzles 1 lib, 1 1 1 b provided on the lower rotating platen 11 are sucked.
  • the nozzles 1 12 b and 1 12 b ⁇ ⁇ are opposed to the upper surface of the workpiece 400 and 400 ⁇
  • the nozzles 111b and 111b are opposed to the upper surfaces of the workpieces 400 and 400. Therefore, the workpieces 400, 400 ⁇ ⁇ ⁇ are pressed by the fluid jet from above and sucked downward, and when the upper rotary plate 1 12 rises, the liquid on the lower rotary plate 11 1 side Is securely held. Therefore, drying of the workpieces 400 and 400 'is prevented.
  • the work holding force has both the pressing force from above and the suction force from below. There is no danger of damaging the workpiece 400, 400 ⁇ ⁇ due to fluid pressure.
  • the work 400 and the carrier 500 that have been transported to the work positioning unit 130 are separated by a reverse operation to the operation when the work positioning unit 130 is combined.
  • the work 400 separated from the carrier 500 is stored in the transfer basket 310 by the first work transfer section 120, and the remaining carrier 500 is stored in the carrier storage section by the carrier transfer section 150. Housed in 140. In this way, the workpieces 400, 400 after double-side polishing are the second workpiece transport section 170 used to supply the workpiece and the workpiece positioning section 1
  • the work is taken out of the double-side polishing apparatus 100 and transferred to the loader / unloader apparatus 200 by the transfer basket 310.
  • the plurality of brushes 600, 600 stored in the brush storage section 180, the second work transfer section 1 7 0 lower rotary platen 1 1 It is conveyed one by one. This transfer is also performed in the same manner as the transfer of the work 400 and the carrier 500, and the rotary platen 111 performs an indexing operation.
  • the support and platform 181 are moved up by one pitch each time the brush 600 is carried out, and the uppermost brush 600 is moved to the carry-out position.
  • the transfer of the brush 600, 600 onto the lower rotating platen 1 1 1 is completed, the upper rotating platen 1 1 2 is lowered, and the brush 60 between the upper and lower polishing cloths is moved down.
  • the rotary platen 111 performs the indexing operation, and the dresser storage section 190 sets the support base 191 to 1 each time the dresser 700 is carried out.
  • the top dresser 700 is moved to the carry-out position by ascending the pitch.
  • the double-side polishing apparatus 100 includes the brush storage section 180 for storing the brushes 600, 600, and the brush 600, 600,. Since a second work transfer section 170 is provided for transferring onto the board 111, the polishing cloth can be automatically brushed, so that frequent brushing such as every single polishing is possible. Therefore, the quality of polishing can be improved.
  • the second workpiece transfer section 170 that transports the brushes 600, 600 onto the lower rotary platen 111, rotates the workpieces 400, 400 on the rotary platen. The device is transported up to 1 1 1 and these transports are also used, so the device configuration is simple.
  • the double-side polishing apparatus 100 is provided with a dresser storage section 190 for storing the dressers 700, 700, and the dressers 700, 700,. Equipped with a second work transfer section 170 that transfers the workpiece to the upper position, and can automatically dress the polishing cloth. Frequent dressing, such as times, is possible, and even dressing per polishing is possible. Therefore, the quality of polishing can be further improved. Moreover, the second work transfer section 170 for transferring the dressers 700, 700,... Transfers the work 400, 400,. Yes, since these transports are also used, the device configuration is simple.
  • the double-side polishing apparatus 100 is applicable to a force for polishing a silicon wafer, lapping of a silicon wafer, and is applicable to polishing and rubbing other than the silicon wafer. It is possible.
  • the polishing apparatus main body 800 of the present embodiment is the polishing apparatus main body 110 used in the above-described double-side polishing apparatus 1QQ. As shown in FIGS. 12 and 13, the polishing apparatus main body 800 includes a lower frame 810 and an upper frame 820 provided thereon.
  • the lower rotating table 8330 is attached to the lower frame 8100, and the upper rotating table 8400 is located on the lower rotating table 8300 in the upper frame 8200. And are mounted concentrically.
  • the lower rotating platen 8330 is screwed on a rotating support shaft 831 having a cavity in the center.
  • the rotation support shaft 831 is rotatably mounted on the lower frame 8110 by a plurality of bearings, and is driven to rotate by a motor 832, thereby rotating the rotation platen 830.
  • the output shaft of the motor 832 is connected to the speed reducer 833, and the gear 8 3 4 is mounted on the output shaft of the speed reducer 8 3 4
  • the gear 8 3 4 is mounted on the rotation support shaft 8 3 1
  • the rotation support shaft 831 rotates to rotate the rotating platen 830.
  • a polishing pad 839 is attached to the upper surface of the rotating platen 83.
  • a center gear 850 is supported by a plurality of bearings on the center of the rotating platen 830 so that it can rotate independently of the rotating platen 830.
  • the center gear 850 is driven to rotate independently of the rotary platen 830 by a rotary drive shaft 851 penetrating a cavity formed in the center of the rotary support shaft 831.
  • the pulley 852 attached to the lower end of the rotary drive shaft 851 and the pulley 885 attached to the main power shaft of the reducer 881 described later are connected by the belt 886. Then, the rotation drive shaft 851 rotates, and the center gear 850 is driven to rotate independently with respect to the rotary platen 830.
  • a plurality of rotation means 860, 860,... are arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • the workpiece accommodation hole 871 for accommodating the wafer 890 is provided eccentrically from the center of the 70, and the outer peripheral surface thereof is provided with a tooth portion 872 that meshes with the center gear 850. Have been.
  • Each rotation means 8600 has a pair of rotating gears 861 and 861 which symmetrically engage with the tooth 887 of the corresponding carrier 870 from the outside. Rotating gear
  • each guide sleeve 862 a shaft body 863 is movably penetrated in the circumferential direction and the axial direction, and a rotating gear 861 is attached to an upper end thereof.
  • a pulley 865 is spline-coupled to the lower end of the shaft body 863.
  • the pair of shafts 863, 863 are mounted on the lower frame 810 It is driven up and down by a cylinder 867 as a device.
  • the rotating gears 861 and 861 of the rotation means 860 are driven up and down in the axial direction while leaving the pulleys 865 and 865 at fixed positions.
  • the pulleys 865, 865 are rotationally driven by a drive mechanism described later, so that the rotary gears 861, 861 rotate in the same direction in synchronization.
  • a motor 880 attached to the lower frame 810 is used as shown in FIGS.
  • the output shaft of the motor 880 is connected to the speed reducer 881.
  • the speed reducer 881 has an output shaft projecting up and down, and a pulley 882 is attached to the upper output shaft.
  • the pulleys 882 and a plurality of rotation means 860, 860,.. 3 is hung. Accordingly, when the motor 880 operates, the rotating gears 861, 860 of the plurality of rotation means 860, 860 provided around the rotating platen 83 are provided. 1 rotates synchronously in the same direction.
  • Reference numeral 884 denotes a tension idle roller provided between the adjacent rotation means 860 and 860.
  • a pulley 885 is mounted on the lower output shaft of the reducer 881.
  • the pulley 885 is connected to the pulley 852 attached to the lower end of the rotary drive shaft 851 of the center gear 851 by the belt 886 as described above. Therefore, when the motor 880 operates, the center gear 850 also rotates.
  • the rotation direction and the peripheral speed of the center gear 850 are set to be the same as the rotation direction and the peripheral speed of the rotating gears 861, 861 of the plurality of rotation means 860, 860. .
  • the upper rotating surface plate 8400 is provided concentrically on the lower rotating surface plate 8300.
  • a polishing pad 849 is affixed to the lower surface of the rotating platen 840.
  • the rotating surface plate 84 is connected to the lower end of a vertical support shaft 841.
  • the support shaft 841 is rotatably supported in the upper frame 82 by a plurality of bearings via a plurality of bearings.
  • the rotation of a motor 842 also provided in the upper frame 82
  • the rotating plate 8 40 is driven to rotate independently of the lower rotating plate 8 3 0 .
  • the rotating platen 840 is driven up and down in the direction of the rotation axis together with the motor 842 and the speed reducer 843 in the upper frame 820 by an elevating device (not shown).
  • the configuration of the polishing apparatus main body 800 is as described above. Hereinafter, the method of use and operation of the polishing apparatus main body 800 will be described.
  • the center gear 850 rotates. Further, in a plurality of rotation means 860, 860,... Disposed around the lower rotating platen 830, a pair of rotating gears 861, 861 rotate.
  • the center gear 850 is engaged with the outer carrier 870 from the inside, and the pair of rotary gears 861 and 861 are engaged with the inner carrier 870 from the outer symmetric two positions. I have.
  • the rotation direction and the peripheral speed of the center gear 850 are the same as the rotation direction and the peripheral speed of the rotary gears 861, 861.
  • the carriers 870, 870 ⁇ ′ between the rotating platens 830, 840 rotate in the same direction at the fixed position, and thereby, the carrier within the carriers 870, 870 ⁇ ⁇ 890, 890 ⁇ ⁇ perform eccentric rotation.
  • both surfaces of the wafers 890, 890... are simultaneously polished by the polishing pads 839, 849.
  • the rotating gears 861, 861 of the rotating means 860 are repeatedly moved up and down with a gentle cycle in the direction of the rotating shaft while being engaged with the carrier 870.
  • the upper rotating platen 840 is raised again, and the rotating gears 861, 861 of the rotation means 860 are lowered from the fixed position. Then, the wafers 890, 890 are taken out of the carriers 870, 870 on the rotating platen 830.
  • the carriers 870, 870,... Rotate in the same direction at fixed positions, and do not revolve around the center gear 850. Therefore, the internal gear used for the revolution is not required, and the polishing accuracy does not decrease due to the manufacturing error of the internal gear. Therefore, in the case of a large device in which the diameter of the carrier 870, 870,. However, polishing accuracy equal to or higher than that of the conventional apparatus is secured.
  • a large internal gear equivalent to the outer diameter of the surface plate is omitted, and its drive mechanism is also omitted. Therefore, the size of the device is reduced even if the rotation means 860, 860 The cost can be reduced.
  • the rotating gears 861, 861 are made of resin. As a result, no metal powder is produced even when the carrier 870 is engaged. For this reason, contamination of the wafer 890 by metal powder is prevented.
  • the carrier 870 is also made of resin. Also, the production cost is lower than that of metal.
  • a plurality of rotation means 860, 860,... are driven by a common drive source (motor 880), and the drive source also serves as a drive source for the center gear 850. Therefore, the synchronization accuracy is high and the size can be reduced.
  • the rotating surface plates 830 and 840 are driven independently of the center gear 850 and the rotation means 860, 860 ⁇ , but this allows the rotation speed of each to be adjusted freely.
  • the advantage is that the polishing conditions can be set over a wide range.
  • the carrier 870, 870... Does not revolve and its movement is simple, it is of great significance that the polishing conditions can be set in a wide range by independent driving of the rotary platens 830, 840. With. From this point, it is more advantageous to separately drive the rotating platens 830, 840 by the motors 832, 842.
  • Another carrier driving mechanism in the polishing apparatus main body 800 will be described with reference to FIGS.
  • This carrier driving mechanism is different from the above-described carrier driving mechanism in the rotation means 860. That is, in the rotation means 8600 here, the number of the rotating gear 861 is one, and it is arranged on a straight line connecting the center of the center gear 850 and the center of the carrier 870. In other words, in this rotation means 86 0, the center one gear 85 0 and rotating gear 8 6 1 mesh. Then, the center gear 850 and the rotary gear 861 rotate in the same direction at the same peripheral speed, so that the carrier 870 rotates at a fixed position.
  • the number of carriers 870 is set to five.
  • the number of carriers is not limited. Therefore, the number of the rotation means 860 is not limited.
  • the belt can be replaced by a chain.
  • Each rotation means 8660 has a worm gear 864 made of resin that engages with a tooth portion 872 of the corresponding carrier 870 from the outside.
  • the worm gear 864 is horizontally supported rotatably in the lower frame 810, and engages the carrier 870 from the outside on a straight line connecting the center of the center gear 850 and the center of the carrier 870.
  • a vertical drive shaft 869 is connected to the worm gear 864 via helical gears 8668, 8688, and the pulley 8665 attached to the drive shaft 8669 is driven by the aforementioned drive mechanism.
  • the worm gears 864 of the rotation means 860 rotate in the same direction in synchronization.
  • the carriers 870, 870,... Rotate in the same direction at a fixed position, and do not revolve around the transmission / reception gear 850. Therefore, the internal gear used for revolution is not required, and there is no reduction in polishing accuracy due to manufacturing errors of the internal gear.
  • 870 ⁇ ⁇ large-sized equipment with a large diameter ensures the same or higher polishing accuracy than conventional equipment.
  • the size of the device is small even considering the addition of the rotation means 860, 860 And reduce costs.
  • the worm gear 864 is made of resin, so that no metal powder is generated even when the worm gear 864 is engaged with the carrier 870. For this reason, contamination of the wafer 890 by metal powder is prevented.
  • the carrier 870 is also made of resin, and its production cost is lower than that of metal.
  • the worm gear 864 is fixed at a position where it engages with the wafer 870, but by being movable in a direction perpendicular to the rotation axis, the carrier 870 is set.
  • the operation of removing and removing is simplified.
  • the number of carriers 870 is five, but the number is not limited. Therefore, the number of the rotation means 860 is not limited.
  • the belt can be replaced with a chain.
  • the main body of the polishing apparatus described so far may be of a planetary gear system that combines force rotation and revolution, which only performs rotation of the carrier at a fixed position between the upper and lower rotating platens.
  • the polishing apparatus main body 900 of this embodiment is of a type in which the planetary motion is performed between the upper and lower rotary platens.
  • the main body 900 of the polishing apparatus has an annular lower surface plate 9001 supported horizontally and an annular lower surface plate 91 facing the lower surface plate 91 from above.
  • An upper surface plate 902 and a plurality (usually 3 or 5) of carriers 903, 903, 903 disposed between upper and lower surface plates 901, 902 are provided.
  • the lower surface plate 901 is a disk having no through hole in the center.
  • the lower stool 91 is mounted concentrically on the rotating shaft 916.
  • a sun gear 907 is fixed to the center of the lower stool 901 by bolting.
  • an annular drain pan 915 is provided below the lower stool 902 to receive the abrasive fluid discharged around the lower stool 1.
  • the upper platen 902 is driven independently of the lower platen 901 by a drive mechanism (not shown).
  • the plurality of carriers 900, 903, 903 are rotatably supported at equal circumferential positions on the lower surface plate 901.
  • Each carrier 903 is a so-called planetary gear that meshes with a sun gear 907 provided inside an annular lower surface plate 901 and a ring-shaped inner gear 908 provided outside.
  • the wafer 910 is held at a position eccentric from the center of the carrier 903.
  • Each carrier 903 performs a planetary motion that revolves while rotating between the rotating upper and lower platens 90 1, 90 2, and as a result, the wafer eccentrically held by each carrier 90 3 910 is an eccentric rotating carrier between the polishing pads 909 and 909 It performs kinetic and orbital movements, and the combination of these movements results in uniform polishing on both sides.
  • the polishing liquid is supplied between the upper and lower surface plates 91 and 902 by utilizing a negative pressure due to a rotational speed difference between the upper surface plate 902 and the carrier 903.
  • An annular polishing liquid pan 911 is attached to the support member 906 of the upper platen 902, and the polishing liquid in the pan is supplied to the upper platen 902 and the carrier 9.
  • the negative pressure due to the rotational speed difference of 0 3 it is configured to be supplied between the surface plates 9 0 1 and 9 0 2 through the abrasive fluid supply path 9 12 formed in the upper surface plate 9 0 2.
  • the residence time of the polishing liquid is longer than in the case where the polishing liquid supplied between the upper and lower platens 91 and 902 is discharged in both the center side and the outer peripheral side, and the The utilization rate improves.
  • the rotating shaft 916 that drives the lower platen 91 rotates will be contaminated with the abrasive liquid.
  • a part of the polishing liquid can be intensively supplied to the center without passing through the upper platen 102.
  • the lower lapping plate 901 is an annular body.
  • the sun gear 907 and its drive shaft are provided inside, and a ring-shaped inner gear 908 is provided on the outside. Due to this structure, the lower surface plate 901 and the sun gear 9 07, and between the lower platen 901 and the inner gear 908, there is a gap.
  • the abrasive fluid supplied between the surface plates 91 and 102 using the negative pressure due to the rotation speed difference between the surface plates 91 and 102 is drained directly from the gap on the side of the inner gear 908.
  • it is discharged from the gear on the side of the sun gear 9 07 to the drain pan 9 15 through the drain passage 9 14. That is, the polishing liquid supplied between the surface plates 91 and 902 is discharged in both directions of the center side and the peripheral side. For this reason, there has been a problem that the polishing liquid does not sufficiently stay between the surface plates 91 and 902, and a part of the polishing liquid goes to a drainage system without being used for polishing, thereby reducing the utilization rate.
  • the abrasive fluid flowing into the gap on the side of the sun gear 907 flows into the lower platen 901 and the drive unit of the sun gear 907, which are concentrated in the center of the machine, and the shaft of the drive unit is shuffled and sealed. Was causing contamination.
  • the sun gear 907 that causes the carrier 903 to carry out planetary motion between the upper and lower rotary bases 91, 902 is provided with a lower rotary base.
  • the abrasive fluid supplied between the upper and lower rotating platens 901, 902 is discharged only to the outer peripheral side. Can be enhanced.
  • the abrasive fluid supplied between the upper and lower rotary platens 91 and 902 is not discharged to the center side, it is possible to prevent the drive unit concentrated at the center from being contaminated by the abrasive fluid. .
  • Another embodiment of the polishing apparatus body will be described with reference to FIGS. 22 and 23. You.
  • the polishing apparatus main body of the present embodiment is different from the polishing apparatus main body 900 shown in FIGS. 20 and 21 in the carrier 903.
  • the other configuration is substantially the same as that of the main body of the polishing apparatus shown in FIGS. 20 and 21, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the carrier 903 used in the polishing apparatus main body of the present embodiment has a disc-like shape in which teeth 903a meshing with the sun gear and the inner gear are formed on the outer peripheral surface. It is a planetary gear.
  • the carrier 903 has an eccentric hole 917 into which a wafer 910 collected from a silicon single crystal rod is fitted.
  • a notch 9110a On the outer peripheral surface of the wafer 910, a notch 9110a called a V notch indicating a crystal orientation is formed.
  • a V-shaped projection 903 b into which the notch 9110 a fits is provided on the inner peripheral surface of the carrier 903 facing the hole 917.
  • the convex part 903b formed on the inner peripheral surface of the carrier 903 also has However, it becomes a half moon shape corresponding to this orientation flat.
  • the wafer 910 held in the hole 917 of the carrier 903 does not rotate relative to the carrier 903, and in any case, the carrier 903 does not rotate. It rotates together with 3. For this reason, abrasion of the peripheral portion due to the idling phenomenon of the wafer 910 and damage due to this are avoided, and the risk of causing crystal defects such as slip-dislocation during device formation is eliminated.
  • the carrier 903 and the carrier 910 are changed due to a change in the contact surface between the carrier 903 and the wafer 910 during polishing. Wear of the inner peripheral surface is also prevented.
  • the wafer 910 in the main body of the polishing machine in which the aerial 910 makes the planetary motion between the upper and lower surface plates 910 and 902, the wafer 910 must move integrally with the carrier 903. Therefore, the diameter and the like of the hole 917 are designed so that the wafer 910 held in the hole 917 of the carrier 9103 does not idle.
  • the wafer 910 is transported to the carrier 900 due to minute projections of the polishing pad, wear of the inner peripheral surface of the carrier 903, and imbalance in the supply of the polishing liquid. May not rotate together with 3 but rotate on its own. If the spinning phenomenon of the wafer 910 continues, the peripheral portion of the wafer 910 will be worn and damaged, thereby causing a risk of crystal defects such as slip and dislocation when forming the device. Sex is born.
  • the carrier 903 also promotes abrasion of the inner peripheral surface, and when the material is a resin reinforced with glass fiber or the like, the glass in the resin is exposed from the inner peripheral surface, It also promotes damage to the 910.
  • the wafer transfer device 104 of the present embodiment is used for the second work transfer section 170 of the double-side polishing device 100.
  • the wafer transfer device 104 has a horizontal robot arm 1041, which is driven in three directions X, Z, and 0 by a drive mechanism (not shown), and a tip of the robot arm 1041, And an outer peripheral annular suction type chuck 104 mounted horizontally on the portion.
  • the outer circumferential annular suction type chuck 1044 is made of a disk having the same outer diameter as that of the device A101.
  • the chuck 104 has a force-up shape in which the periphery of the lower surface protrudes annularly downward so that only the periphery of the lower surface contacts the upper surface of the wafer 101.
  • a plurality of suction ports 104 b are provided at predetermined intervals in the circumferential direction on the lower surface of the annular protrusion 104 a to suck the wafer 101. .
  • the plurality of suction ports 104 b are connected to a suction device (not shown) via a vacuum pipe 104.
  • This wafer transfer device 104 is used as follows.
  • the chuck 104 is guided above the wafer 1001 to be transferred.
  • the chuck 104 is lowered to bring the lower surface of the projecting portion 104a into contact with the upper surface of the peripheral portion of the wafer 1001.
  • the upper surface of the peripheral portion of the wafer 100 is suctioned to the chuck 104 over the entire circumference.
  • the chuck 104 is moved in this state, and the suction is stopped with the wafer 100 lowered to the target position.
  • the wafer 101 before polishing placed on the transfer stage on the load side is transferred to the carrier of the double-side polishing apparatus.
  • an wafer transfer device for transferring the wafer 100 after polishing set in the carrier of the double-side polishing machine to a transfer stage on the unloading side. It is also possible to use it.
  • the upper surface of the wafer 1001 is sucked by the chuck 104, but the suction contact portion is limited to the peripheral portion. Since this peripheral portion is usually outside the device formation region, contact during handling is permissible. Therefore, the effect on device formation is minimal.
  • the width of the protrusion 104a in contact with the lower surface of the wafer 1001 is preferably 3 to 5 mm outside the device formation region. If the width is too small, the retention and stability of the wafer 1001 will be reduced. If this width is too large, contamination and damage to the effective portion of the wafer 101 becomes a problem.
  • the wafer transfer apparatus 100 of the present embodiment is used for the first work transfer section 120 of the double-side polishing apparatus 100.
  • the wafer transfer device 103 has a horizontal robot arm 103 driven in three directions of X, Z, and ⁇ ⁇ ⁇ by a driving mechanism (not shown), and a tip of the robot arm 103. And an outer peripheral arc-shaped suction type chuck 104 mounted horizontally on the portion.
  • the outer periphery arc-shaped suction type chuck 104 has an arc shape corresponding to the outer peripheral surface shape of the wafer 1001.
  • This arc-shaped chuck 100 3 4 has an arc-shaped horizontal surface 110 3 4a that contacts the lower surface of the peripheral edge of the wafer 1001 and an arc-shaped chuck 110 that contacts the outer peripheral surface of the peripheral edge.
  • a plurality of suction ports 1 0 3 4 c are provided on the arc-shaped horizontal surface 1 0 3 4 a, which has a vertical surface 1 0 Are provided at predetermined intervals, more specifically, distributed over the entire horizontal plane 1034a.
  • the plurality of suction ports 1034c are connected to a suction device (not shown) via a vacuum pipe 103, and the wafer transfer device 103 is used as follows. First, the chuck 104 is guided below the peripheral portion of the wafer 100 to be transferred.
  • the chuck 103 is raised to bring the arc-shaped horizontal surface 110 34 a into contact with the lower surface of the peripheral portion of the wafer 100 1, and the arc-shaped vertical surface 110 34 b to the same peripheral edge. Abut the outer peripheral surface of the part.
  • the lower surface of the peripheral portion of the wafer 1001 is partially adsorbed to the chuck 10034 in a part in the circumferential direction.
  • the chuck 104 is moved, and the suction is stopped in a state where the wafer 101 is lowered to the target position.
  • the wafer 1001 before polishing housed in the basket is transferred to the delivery stage.
  • it can also be used as an aerial transfer device for transferring the polished laser 1001 mounted on the transfer stage on the unloading side to a basket on the unloading side.
  • the wafer 1001 is suction-held from the lower surface side by the chuck 104, but the suction contact portion is formed on the periphery of the wafer 1001. Is limited to Since the periphery of the wafer is usually outside the scope of device formation, contact during handling is permissible. Therefore, the effect of forming the device is negligible.
  • the width of the horizontal plane 103a in contact with the lower surface of the wafer 1001 is preferably 3 to 5 mm outside the device formation region. If the width is too small, the retention and stability of the wafer 1001 will be reduced. If the width is too large, contamination and damage in the effective portion of the wafer 1001 becomes a problem.
  • the circumferential length of the horizontal surface 34a is preferably 100 ° to 150 ° in terms of the central angle. If it is too small, the retention and stability of wafer 101 will be reduced, and if it is too large, wafer 101 cannot be attached to and detached from the basket.
  • a wafer transfer device which is an auxiliary equipment
  • a bottom-surface suction type wafer transfer that is conventionally provided between the basket and the transfer stage and transfers the wafer from the basket to the transfer stage.
  • the bottom surface suction type wafer transfer device located on the basket side is indispensable to transfer wafers to and from the basket, but the tongue-absorbing chuck is attached to the center of the bottom surface of the wafer. There is a danger that the bottom surface of the wafer will be contaminated or damaged due to direct contact from the outer periphery to the outer periphery. This poses a problem in double-side polishing in which the lower surface also requires precision and cleanness comparable to the upper surface.
  • the top surface suction type wafer transfer device located on the side of the polishing device main body is indispensable for setting the wafer in the carrier of the polishing device main body and removing the wafer after polishing from the carrier.
  • the disc-shaped full-surface suction type chuck makes direct contact with the entire upper surface of the wafer, the upper surface may be contaminated or damaged. And it goes without saying that this is also a problem with double-side polishing.
  • the wafer transfer apparatus 103 of the present embodiment 103, 104 has the suction-type chucks 104, 104 in surface contact with the surface of the wafer 100.
  • the wafer 100 can be securely held, and the surface contact portion is limited to the peripheral portion of the wafer 100.
  • the impact of handling can be negligible. Therefore, device formation can be performed with good yield even in a large-diameter wafer that requires double-side polishing.
  • the first double-side polishing method and apparatus of the present invention combine the work in a united state that can be separated from the carrier before supplying the work onto the lower platen.
  • the uniting operation can be reliably performed even for a 12-inch silicon wafer. This eliminates the need for monitoring and reworking by workers, and enables the fully automatic supply of work onto the lower surface plate, enabling fully automatic double-side polishing even for a 12-inch silicon wafer. The polishing cost is greatly reduced.
  • the work between the rotary platens is ejected by a liquid from the upper side and a fluid called Z or suction to the lower side.
  • the pressure ensures that it is held on the lower rotating platen side. This enables automatic discharge of the work. In addition, mechanical damage and drying of the work are prevented, and the finish quality of the double-sided polishing work is improved.
  • the second double-side polishing method and apparatus according to the present invention can perform high-quality double-side polishing at low cost, and thus can be used for polishing silicon wafers, especially 12-inch wafers and eight-piece wafers that require high finish quality. Particularly suitable for o
  • the third double-side polishing apparatus is disposed between the upper and lower rotating platens in place of the plurality of carriers, and at least rotates between the upper and lower rotating platens as in the case of the carrier, thereby forming the upper and lower rotating platens.
  • a storage section for storing a plurality of processing bodies that process the polishing cloth attached to the opposite surface of the workpiece, and a plurality of processing bodies are supplied between the upper and lower rotating platens from the storage section, and the used processing bodies are rotated up and down. It is equipped with a transport unit that discharges from between the surface plates, and the brush and dresser that mechanically processes the polishing cloth automatically supplies and discharges, so frequent brushing and dressing are performed. High-quality double-side polishing using singing can be performed efficiently and economically.
  • the third double-side polishing apparatus of the present invention even in the case of a silicon wafer of 12 inches, efficient and economical double-side polishing can be performed by fully automatic operation, and the polishing cost is greatly reduced.
  • a plurality of workpieces are simultaneously polished on both sides by holding a plurality of carriers in a fixed position between a pair of rotary platens and rotating them.
  • the sun gear that causes the carrier to carry out planetary motion between the upper and lower rotating platen is integrated into the lower rotating platen, so that it is supplied between the upper and lower rotating platen. Since the polishing liquid to be discharged is discharged only to the outer peripheral side, the utilization rate of the polishing liquid can be increased. In addition, since the abrasive fluid supplied between the upper and lower rotating platens is not discharged to the center side, it is possible to prevent the drive unit concentrated at the central portion from being contaminated by the abrasive fluid.
  • the outer peripheral surface of the wafer is By providing a convex portion that fits into the notch formed on the peripheral surface, the spinning phenomenon of the wafer in the carrier can be achieved despite the complex planetary motion of the wafer held in the carrier. Completely prevented. For this reason, the periphery of the wafer can be completely protected, and the quality and yield of the wafer can be improved. In addition, the durability of the carrier is improved by suppressing the abrasion of the inner peripheral surface of the carrier.
  • the chuck of the suction type is brought into surface contact with the surface of the wafer, so that the wafer can be reliably held.
  • the surface contact portion is limited to the peripheral portion of the wafer, the influence of handling at the time of device formation can be reduced even in double-side polishing. Therefore, even in a large-diameter wafer that requires polishing on both sides, a device can be formed with a high yield.

Description

明 細 書
両面研磨方法及び装置
技術分野
本発明は、 例えばシリコンゥェ一ハの両面ポリシッング等に用いられ る両面研磨方法及び装置に関する。
背景技術
半導体デバイスの素材であるシリコンゥエーハは、 シリコン単結晶か ら切り出された後にラッビングを受け、 その後さらにポリシッングを受 けることにより、 鏡面状態に仕上げられる。 この鏡面仕上げは、 これま ではデバイス形成面のみに実施されていたが、 8インチを超える例えば 1 2インチの如き大径ゥエー八においては、 デバイスが形成されない裏 面も鏡面に匹敵する仕上げが要求されるようになり、 これに伴ってポリ シッングも両面に施すことが必要となつた。
シリコンゥエー八の両面ポリッシングには、 通常、 遊星歯車方式の両 面研磨装置が使用される。 この両面研磨装置の概略構造を図 2 6及び図 2 7により説明する。 なお、 図 2 7は図 2 6の C— C線矢示図である。 遊星歯車方式の両面研磨装置は、 上下一対の回転定盤 1， 2と、 回転 定盤 1， 2間の回転中心回りに遊星歯車として配置された複数のキヤリ ァ 3， 3 · · と、 回転定盤 1， 2間の回転中心部に配置された太陽ギヤ 4と、 回転定盤 1， 2間の外周部に配置された環状のインタ一ナルギヤ 5とを備えている。
上側の回転定盤 1は昇降可能であり、 その回転方向は下側の回転定盤 2の回転方向と反対である。 回転定盤 1， 2の各対向面には研磨布 （図 示せず） が装着されている。 各キャリア 3は、 偏心した円形の収容孔を 有し、 この収容孔内に、 シリコンゥエーハからなる円形のワーク 6を保 持する。 太陽ギヤ 4及びィンターナルギヤ 5は、 複数のキヤリア 3に内 側及び外側から嚙み合い、 通常は下側の回転定盤 2と同方向に回転駆動 ^ ^し o
ポリシッング作業では、 上側の回転定盤 1を上昇させた状態で、 下側 の回転定盤 2の上に複数のキャリア 3， 3 · ·をセッ トした後、 各キヤ リア 3内にワーク 6を搬送し、 回転定盤 2上に供給する。 ワーク 6， 6 • ·の供給が終わると、 上側の回転定盤 1を降下させ、 回転定盤 1 , 2 間、 より具体的には上下の研磨布間にワーク 6， 6 · ·を挟む。 この状 態で、 回転定盤 1， 2間に砥液を供給しつつ回転定盤 1， 2、 太陽ギヤ 4及びィンターナルギヤ 5を回転駆動する。
この回転駆動により、 複数のキャリア 3， 3 · ·は、 逆方向に回転す る回転定盤 1， 2の間で自転しつつ太陽ギヤ 4の回りを公転する。 これ により、 複数のワーク 6， 6 · 'が同時に両面研磨される。
このようなシリコンゥェ一ハの両面ポリッシング作業でも、 その作業 の自動化は重要な技術課題であるが、 従来はその自動化が以下のような 事情により阻害されていた。
(第 1の事情）
シリコンゥエーハの両面ポリッシング作業の自動化のためには、 例え ば、 下側の回転定盤 2上に複数のワーク 6， 6 · ·を自動的に供給する ことが必要となる。 この自動供給については、 従来は下側の回転定盤 2 を固定しておき、 その上にセッ トされた複数のキャリア 3， 3 · ·内に ワーク 6， 6 · ·を吸着式の移載ロボッ トにより同時に或いは順番に搬 送することが考えられている。
しかしながら、 ワーク 6が 1 2インチのシリコンゥェ一ハの場合、 ヮ —ク 6の大型化に伴って回転定盤 1， 2及び周囲のインターナルギヤ 5 等が大型化し、 これによる公差の増大の結果として、 下側の回転定盤 2 上に載置されたキャリア 3， 3 · ·の位置が不正確になる。 その一方で は、 キヤリア 3の内径とワーク 6の外径との間の公差がより厳しく制限 される。 これらのため、 回転定盤 2上のキャリア 3， 3 · ·内にワーク 6， 6 · ·を機械的に搬送する方法では、 キャリア 3内にワーク 6が完 全に嵌合しない危険性があり、 このため、 作業員による監視及び手直し が必要となり、 このことが完全な自動化を阻害する大きな要因になって いることが判明した。
(第 2の事情）
シリコンゥエーハの両面ポリッシング作業の自動化のためには、 下側 の回転定盤 2上に複数のワーク 6， 6 · ，を自動的に供袷することと合 わせ、 研磨終了後の複数のワーク 6， 6 · ·を下側の回転定盤 2上から 自動的に排出する操作が必要となる。 そして、 後者の自動排出は、 従来 は下側の回転定盤 2上のキャリア 3， 3 · ·内からワーク 6， 6 · ·を 吸着式の移載ロボッ 卜により順番に搬出することで行われていた。
ところ力く、 両面ポリッシングの場合、 ポリッシング終了時のワーク 6 ， 6 · ♦は上下の研磨布に比較的強固に密着した状態となる。 このため 、 ポリツシング終了後に上側の回転定盤 1を上昇させたときに、 ワーク 6 , 6 - ·の一部は、 上側の回転定盤 1の側に保持されて上昇し、 下側 の回転定盤 2の側に残るワーク 6， 6 · と離別してしまうおそれがある 。 このようなワーク離別現象は、 下側の回転定盤 2上からのワークの自 動排出を行う場合に決定的な障害となることは言うまでもない。
このワーク離別現象を防止するための対策の一つとして、 上側の回転 定盤 1に複数の突き棒を回転定盤 1， 2間の複数のワーク 6， 6 · ·に 対応して設け、 ポリッシング終了後の回転定盤 1の上昇の際に、 複数の 突き棒で複数のワーク 6 , 6 · ·を下方へ機械的に押圧することが考え られている。 また、 別の対策として、 上側の回転定盤 1に複数の吸引ノ ズルを回転定盤 1， 2間の複数のワーク 6， 6 · ·に対応して設け、 ポ リツシング終了後の回転定盤 1の上昇の際に、 回転定盤 1， 2間のヮー ク 6， 6 · ，の全てを上側の回転定盤 1の側へ吸着保持する技術が、 特 開平 9— 8 8 9 2 0号公報により提示されている。
いずれの対策も、 回転定盤 1， 2間の全てのワーク 6， 6 · ·を回転 定盤 1 , 2のいずれか一方の側に集中させることができる。 しかし、 前 者の場合はポリッシング後のワーク 6， 6 · ·に機械的なダメ一ジを与 えることになり、 シリ コンゥエー八ではこのダメージは重大な問題とな る。 後者の場合は、 ポリッシング後のワーク 6 , 6 · ·に機械的なス ト レスを与えることはないが、 上側の回転定盤 1の上昇に伴って下側の回 転定盤 2から離反したワーク 6， 6 · ·の下面が乾燥する危険のあるこ とが本発明者らによる調査から判明した。 そして、 この乾燥はシリコン ゥエーハではやはり重大な問題となる。
(第 3の事情）
ところで、 このようなシリコンゥェ一ハの両面ポリッシング作業では 、 ポリツシング作業前に、 回転定盤 1， 2の各対向面に装着された研磨 布をブラッシングにより清掃処理することが行われる。 このブラッシン グ処理では、 処理自体は、 キャ リア 3と同じ外形の歯車形状をしたブラ シを、 キャ リア 3， 3 · · と同様に回転定盤 1 , 2間に挟んで自転 *公 転させることにより行われるが、 ブラシの供給 '排出については、 作業 員が手作業で下側の回転定盤 2上にブラシを供給し、 処理後は作業員が 手作業で下側の回転定盤 2上からブラシを排出することにより行われて いた。
従来はブラッシングの頻度が高くないため、 このような手作業による ブラシの供給 '排出でも特に問題はなかった。 し力、し、 1 2インチのシ リコンゥエーハの両面ポリ ッシングの場合は、 高い研磨品質が要求され ることから、 ポリッシングのたびにブラッシングが必要となり、 ブラシ の供給 ·排出を手作業で行う場合には、 これによる作業能率の低下及び 作業コス卜の増大が大きな問題になることが判明した。
即ち、 シリコンゥエー八の両面ポリッシング作業でも、 その作業の自 動化は重要な技術課題である。 この自動化のためには、 例えば、 下側の 回転定盤 2上に複数のワーク 6， 6 · ·を自動的に供給したり、 下側の 回転定盤 2から研磨後のワーク 6， 6 · ·を自動的に排出することが必 要となるが、 ブラシの供給 ·排出についても、 ワークの供給 ·排出と同 様に自動化を図らないと、 作業能率の極端な低下及び作業コストの高騰 を招き、 有効な自動装置は確立されないことが本発明者らによる検討か ら明らかとなった。
また、 研磨布の機械的処理としてブラッシングの他にドレッシングが ある。 この処理は面ならしであり、 従来は研磨布を張り替えたときに行 われていたが、 1 2インチのシリコンゥエー八の両面ポリッシングのよ うな高い研磨品質が要求される両面研磨では、 最低でも数回のポリッシ ングに 1回の割合でドレツシングを行わないと十分な品質が確保されず 、 高品質追求型の両面研磨装置では、 このドレッシング処理も装置自動 化の大きな障害になり得ることが合わせて明らかとなった。
本発明の目的は、 両面ポリッシング作業において自動化を阻害する種 々の要因を取り除くことにより、 その完全な自動化を可能にすることに あ 。
即ち、 本発明の第 1の目的は、 1 2インチのシリコンゥェ一ハの如き 大径ワークの場合も、 下側の回転定盤上への完全自動供給を可能とする 両面研磨方法及び装置を提供することにある。 本発明の第 2の目的は、 上下の回転定盤間からのヮ一クの自動排出を 可能とし、 合わせてワークの機械的なダメージ及び乾燥を確実に防止す ることができる両面研磨方法及び装置を提供することにある。
本発明の第 3目的は、 頻繁なブラッシングゃドレツシングを併用した 高品質な両面研磨を、 能率的かつ経済的に行うことができる両面研磨装 置を提供することにある。
また、 本発明の他の目的は、 大型ワークを低コストで高精度かつ高能 率に研磨でき、 且つワークの汚染を防止できる両面研磨装置を提供する ことにめる。
本発明の更に他の目的は、 上下の定盤間に供給される砥液の利用率を 高め、 且つ、 駆動部への砥液の侵入を防止することができる両面研磨装 置を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、 キヤリァ内に保持されたゥエー八の空転に よるダメージを効果的に防止することができる両面研磨装置及びこれに 使用されるキヤリアを提供することにある。
本発明の更に他の目的は、 デバイス形成の際に問題となる汚染ゃダメ 一ジを可及的に回避することができる両面研磨装置を提供することにあ ο 発明の開示
本発明の第 1の両面研磨方法は、 研磨すべきワークを保持する複数の キヤリアを、 上下の回転定盤間で少なくとも自転させることにより、 複 数のキヤリァに保持された複数のワークを同時に両面研磨する両面研磨 方法において、 下定盤上へワークを供給する前に該ワークをキヤリアと 合体させる工程と、 キャリアと合体されたワークを合体状態のまま下定 盤上へ供袷する工程とを包含している。 本発明の第 1の両面研磨装置は、 研磨すべきワークを保持する複数の キヤリアを、 上下の回転定盤間で少なくとも自転させることにより、 複 数のキャリアに保持された複数のワークを同時に両面研磨する研磨装置 本体と、 研磨装置本体の外側でワークをキヤリァに合体させる合体機構 と、 研磨装置本体の外側でキャリアと合体されたワークを合体状態のま ま下定盤上に供給する供給機構とを具備している。
従来は、 複数のキヤリアを下定盤上に予め載せておくことによるキヤ リァの位置精度低下が問題であつた。 本発明の第 1の両面研磨方法及び 装置では、 下定盤上へワークを供給する際に下定盤上へキヤリアを予め 載せることをせず、 そのワークの供給前、 即ち研磨装置本体の外側でゥ エーハとキヤリァの合体操作を行うことにより、 1 2ィンチのシリコン ゥェ一ハの場合も、 その合体操作が確実に行われ、 作業員による監視及 び手直しが不要となることにより、 下定盤上へのワークの完全自動供給 が可能となる。
本発明の第 1の両面研磨方法及び装置では、 研磨後のワークはキヤリ ァと別に下定盤上から排出してもよいし、 キヤリアと合体状態のまま下 定盤上から排出してもよいが、 後者の方が装置構造簡略化の点から好ま しい。 即ち、 研磨後のワークをキャリアと合体状態のまま下定盤上から 排出することにより、 ワーク及びキヤリアを下定盤上に供給する供給機 構が、 そのワーク及びキャリアの排出機構に利用可能となる。
合体機構については、 キヤリァを位置合わせする第 1の位置合わせ機 構と、 ワークをキヤリアと合体させる前に位置合わせする第 2の位置合 わせ機構と、 位置合わせされたゥェ一ハを位置合わせされたキヤリア内 に搬送する搬送機構とを有するものが、 簡単な装置構成で確実な合体操 作を可能にする点から好ましい。
下定盤上へのワーク供給については、 従来は下定盤を固定しておいて 、 その定盤上の複数位置へワークを搬送していたが、 この供給形態では ワーク搬送機構が複雑になり、 搬送精度も低下するので、 下定盤を所定 角度ずつ回転させる割り出し操作を行うことにより、 ワークを定位置へ 順番に搬送することが好ましい。
この場合、 既に下定盤上に載置されているキヤリァの下定盤に対する 相対運動が生じないように、 下定盤の割り出し操作を行うことが望まれ る。 既に下定盤上に載置されているキヤリアは下定盤上で浮いた状態に あって非常に動きやすく、 これが動いた場合はワーク位置が狂うと共に その下面が不用意に研磨される。 割り出し操作時にキヤリアの相対移動 を阻止することにより、 この問題が解決される。
研磨装置本体が後述する複数のキヤリァを定位置で自転させる形式の 場合は、 複数のキヤリアに外側から嚙み合う一体形式のインターナルギ ャが存在しないので、 キヤリアの相対移動を伴わない割り出し操作が容 易 "、め 。
割り出し操作との組み合わせによる定位置へのワーク供給は、 ワーク をキヤリアと合体させて研磨装置本体に供給する場合だけでなく、 研磨 装置本体に予めセッ 卜されている複数のキヤリァにワークを組み合わせ る場合にも適用可能であり、 その適用により同様の効果を得ることがで
5 。
本発明の第 2の両面研磨方法は、 研磨すべきワークを保持する複数の キヤリァを、 上下の回転定盤間で少なくとも自転させることにより、 複 数のキヤリァに保持された複数のワークを同時に両面研磨する両面研磨 方法において、 上側の回転定盤及び 又は下側の回転定盤に、 定盤表面 に開口する複数の流体ノズルを回転定盤間の複数のワークに対向するよ うに設け、 上下の回転定盤間で両面研磨を終えた後、 上下の回転定盤を 離反させる際に、 上側の流体ノズルからの液体噴射及び Z又は下側の流 体ノズルによる吸引により、 複数のワークを下側の回転定盤上に保持す るものである。
本発明の第 2の両面研磨装置は、 研磨すべきワークを保持する複数の キヤリアを、 上下の回転定盤間で少なくとも自転させることにより、 複 数のキヤリァに保持された複数のワークを同時に両面研磨する研磨装置 本体を備えており、 上側の回転定盤及び/又は下側の回転定盤に、 定盤 表面に開口する複数の流体ノズルを回転定盤間の複数のワークに対向す るように設け、 上側の回転定盤に設けられた複数の流体ノズルについて は液体供給機構と接続し、 下側の回転定盤に設けられた複数の流体ノズ ルについては吸引機構と接続したものである。
本発明の第 2の両面研磨方法及び装置では、 両面研磨終了後の回転定 盤の分離の際に、 回転定盤間の全ワークが、 上側からの流体噴射及び 又は下側への吸引という流体圧により、 下側の回転定盤の側に確実に保 持される。 研磨終了時、 下側の回転定盤上は砥液等の液体で満たされて おり、 この回転定盤上にワークが保持されることにより、 そのワークの 乾燥が防止される。 しかも、 上側からの流体噴射は、 ワークに機械的な ダメージを与えるおそれがない上、 ワークを乾燥させない。 むしろ、 ヮ 一クの上面に液体を供給し、 そのワークの乾燥を積極的に防止すること ができる。
上側からの流体噴射と下側への吸引は、 一方を使用してもよいし、 両 方を使用してもよい。 ただし、 下側への長時間の吸引は、 下側の回転定 盤上に溜まる液体を排除し、 ワーク下面を乾燥させる原因になる危険性 がある。 このため、 上側からの流体噴射を必須とし、 下側への吸引を必 要に応じて組み合わせる構成が好ましい。 下側への吸引を省略しても、 上側からの液体噴射が行われるな'らば、 回転定盤間の全ワークを下側の 回転定盤の側に保持することが可能である。 下側への吸弓 Iを行う場合は 長時間の吸引を避けるのがよい。
複数の流体ノズルについては、 回転定盤の表面全体でなく、 回転定盤 間の複数のワークに対応する位置にのみ限定的に設けるのが、 流体圧を 有効に活用できる点から好ましい。 この場合、 研磨終了後、 複数の流体 ノズルが複数のワークの各表面に対向する位置に、 回転定盤を停止させ る必要がある。
本発明の第 3の両面研磨装置は、 研磨すベきワークを保持する複数の キヤリアを、 上下の回転定盤間で少なくとも自転させることにより、 複 数のキヤリァに保持された複数のワークを同時に両面研磨する両面研磨 装置において、 複数のキヤリァに代えて上下の回転定盤間に配置され、 キヤリアと同様に上下の回転定盤間で少なくとも自転することにより、 上下の回転定盤の対向面に装着された研磨布を処理する複数の処理体を 収納する収納部と、 収納部から上下の回転定盤間に複数の処理体を供給 し、 使用後の処理体を上下の回転定盤間から排出する搬送部とを具備し ている。
処理体は、 研磨布を清掃するブラシ及び/又は研磨布を面ならしする ドレッサである。
本発明の第 3の両面研磨装置では、 ワークだけでなく、 ブラシやドレ ッサについても自動供給及び自動排出が行われるので、 研磨布のブラッ シングゃドレッシングを頻繁に行う場合にも、 作業効率の低下及び作業 コストの増大が回避される。 従って、 頻繁なブラッシングゃドレツシン グを併用した高品質な両面研磨が、 能率的かつ経済的に行われることに なり、 両面研磨のたびにドレッシングを行うことさえも可能となる。 ブラッシングとドレツシングを比較した場合、 ブラッシングの方を重 視することが好ましい。 このため、 ブラッシングの自動化を必須とし、 これに必要に応じてドレッシングの自動化を組み合わせることが望まれ る。
搬送部については、 研磨前のワークを上下の回転定盤間に供給し、 研 磨後のワークを上下の回転定盤間から排出するワーク搬送部と兼用する 構成が、 装置合理化のために好ましい。
研磨装置本体は、 ワークの両面を研磨する一対の回転定盤と、 一対の 回転定盤間の回転中心部周囲に配置され、 それぞれがワークを偏心して 保持する複数の歯車型のキヤリアと、 一対の回転定盤間の回転中心部に 配置され、 周囲に配置された複数のキヤリアに嚙み合って複数のキヤリ ァを同期して自転させるセンターギヤと、 複数のキヤリァの周囲に各キ ャリアに対応して分散配置され、 それぞれが内側のキャリアに嚙み合つ てそのキヤリァを前記センターギヤと共同して定位置に保持して自転さ せる複数の自転手段とを具備する構成が好ましい。
複数の自転手段は、 キヤリァに 1位置又は 2位置以上で嚙み合うと共 に、 歯すじが回転軸に沿つた 1又は複数の回転歯車でキャリアを自転さ せる構成が好ましい。 また、 ウォームギヤでキャリアを自転させる構成 が好ましい。
回転歯車については、 回転軸方向に移動可能な構造とするか、 厚みが 薄い複数の薄肉歯車を回転軸方向に積層した構造とし、 或いは両者を組 み合わせた構造とするのが好ましい。
従来は研磨精度を確保するために、 キャリアの公転は不可欠と考えら れていた。 しかし、 ワークが大型化すると、 キャリアを公転させるため のインターナルギヤが大型化し、 その製作誤差が大きくなるため、 逆に 研磨精度が低下する。 大型のワークを研磨する場合は、 研磨精度の低下 原因であるィンターナルギヤを排除し、 各キヤリアを定位置で小型の歯 車により自転させる方が研磨精度を得やすい。 インタ一ナルギヤの省略 は、 装置規模及び装置コストを低減するのにも非常に有効である。 キヤリァを小型の歯車により定位置で自転させることにより、 その歯 車の樹脂化が可能になる。 樹脂製の歯車は、 金属粉によるゥエーハの汚 染を回避できる。 しかし、 一方では、 薄いキャリアとの嚙み合い部で磨 耗が急速に進む。 この磨耗は研磨精度の低下原因となるので、 放置でき ない。 このため、 歯車の頻繁な交換が必要になり、 研磨コストが増大す る。 この問題を解決するためには、 歯車を回転軸方向に移動させるか、 回転軸方向で分割して部分的な交換が可能な構造とするのが有効である 。 また、 ウォームギヤの使用が有効である。
即ち、 回転歯車を使用することにより、 製造コストが低減する。 その 回転歯車を回転軸方向に移動可能な構造とすることにより、 キャリアと の嚙み合いによる局部磨耗が抑制され、 その交換頻度が低下することに より、 研磨コストが低下する。 厚みが薄い複数の薄肉歯車を回転軸方向 に積層した構造とすることにより、 磨耗部分の部分的な交換が可能とな り、 研磨コストが低下する。 両者を組み合わせることにより、 研磨コス 卜が特に低下する。
回転歯車の材質は金属、 非金属のいずれでもよいが、 非金属のなかで も樹脂が特に好ましい。 樹脂製の回転歯車は、 前述した通り、 金属粉に よるワーク汚染を回避でき、 且つ高価なキヤリアの磨耗を低減できる。 自身の磨耗による研磨コス卜の上昇は、 上述の各構造と組み合わせるこ とにより効果的に回避される。 樹脂の種類としてはモノマーキャスティ ングナイロンや P C Vなどが調達コスト、 機械的強度及び加工性等の点 から好ましい。
回転歯車の種類としては、 歯すじが回転軸に平行な所謂平歯車を基本 とするが、 歯すじが回転軸に対して若干傾斜した （例えば 1 0 ° 以下の 角度で傾斜した） はすば歯車でもよい。 また、 山部と谷部が円周方向に 繰り返される通常の歯車に限らず、 ピンを円周方向に所定間隔で配列し た構造のものでよい。
各自転手段は、 キャリアを定位置に確実に保持する点からは、 回転歯 車をキヤリアに 2位置以上で嚙み合わせる構造が好ましい。 回転歯車を 回転軸方向に移動可能とすることにより、 回転歯車の定位置からの退避 が可能となり、 キャリアのセッ ト及び取り外しの操作が簡単になる。 な お、 回転歯車の退避構造としては、 回転軸方向の移動によるものだけで なく、 径方向移動や斜め移動によるものも可能である。
また、 ウォームギヤは平歯車と異なり、 回転軸が内側のキャリアの接 線にほぼ平行となるように配置されて、 そのキヤリァに周方向で線接触 的に接触する。 このため、 ウォームギヤが樹脂製の場合も、 その磨耗が 抑制される。 また、 1個のギヤでキャリアを定位置に確実に保持でき、 自転手段の構成を特に簡略化できる。 即ち、 内側のキャリアを定位置に 確実に保持しょうとすると、 平歯車の場合はキヤリアの外側に 2個設け る必要があるが、 ウォームギヤの場合は 1個でよく、 2個設ける必要は 特にない。
ウォームギヤとしては、 回転軸方向で外径が一定のス卜レートタイプ 〔図 1 9 ( a ) 参照〕 が一般的であるが、 内側のキャリアの外周円弧に 対応して外径が回転軸方向で変化した鼓型のもの 〔図 1 9 ( b ) 参照〕 の使用も可能であり、 磨耗抑制の点からは、 キャリアとの接触長がより 長くなる後者の方が好ましい。
ウォームギヤの材質は金属、 非金属のいずれでもよいが、 非金属のな かでも樹脂が特に好ましい。 樹脂製のウォームギヤは、 金属粉によるヮ ーク汚染を回避でき、 且つ高価なキャリアの磨耗を低減できる。 樹脂の 種類としてはモノマーキャスティ ングナイ口ンゃ P C Vなどが調達コス ト、 機械的強度及び加工性等の点から好ましい。
複数の自転手段は、 共通の駆動源により同期駆動させることができる 。 ここにおける共通の駆動源は、 センタ一ギヤの駆動源を兼ねることが できる。 また、 別個の駆動源を用いて、 電気的に同期駆動させることが できる。
研磨装置本体は又、 ゥエーハを保持する複数のキヤリァが上下の回転 定盤間に回転方向に所定間隔で配置されると共に、 各キヤリアが定盤中 心側の太陽ギヤ及び定盤周辺側のィンナギヤに嚙み合い、 各キヤリァが 上下の回転定盤間で遊星運動を行うことにより、 各キャリアに保持され たゥエーハの両面を研磨する方式であり、 上下の回転定盤間に砥液を供 給する複数の砥液供給路を上側の回転定盤に設け、 下側の回転定盤の中 心部に太陽ギヤを一体化した構成が好ましい。
この研磨装置本体においては、 下側の回転定盤に太陽ギヤが一体化さ れているので、 上下の回転定盤間に供給された砥液は、 外周側のインナ ギヤと下側の回転定盤との間のギヤップのみから排出される。 このため 、 上下の回転定盤間における砥液の滞留時間が長くなり、 その利用率が 向上すると共に、 中心部に集中する駆動部への砥液侵入が回避される。 砥液を中心側へ集中的に供給すれば、 その砥液が遠心力によって外周側 へ移動するので、 砥液の利用率が更に向上する。
下側の回転定盤に太陽ギヤを一体化すると、 その太陽ギヤを下側の回 転定盤に対して独立的に駆動することは不可能となり、 太陽ギヤに上側 の回転定盤を連動させる場合は、 上下の回転定盤は等速で同期回転する 。 しかし、 下側の回転定盤と共に太陽ギヤが回転するので、 キャリアの 遊星運動は実行される。 また、 上側の回転定盤とキャリアの速度差によ り、 砥液の吸引も行われる。 上下の回転定盤間に速度差を付けるために は、 上側の回転定盤を下側の回転定盤に対して独立に回転駆動すればよ い。
研磨装置本体は又、 内側にゥェ一ハを保持する環状のキヤリアが上下 の定盤間で遊星運動を行うことにより、 キヤリァ内に保持されたゥエー ハの両面を研磨する方式であり、 前記キャリアの内周面に、 ゥエー八の 外周面に形成された切り欠き部に嵌合する凸部を設けたものが好まし L、 また、 本発明のキャリアは、 両面研磨されるゥエーハを内側に嵌合さ せ、 そのゥエーハの外周面に形成された切り欠き部に嵌合する凸部を内 周面に設けたものである。
ゥエーハの外周面には、 そのゥェ一ハの結晶方位を表す Vノツチ又は ォリエンテ一ションフラッ 卜といった切り欠き部が形成されている。 こ の切り欠き部に嵌合する凸部をキヤリァの内周面に設けることにより、 キャリア内に保持されたゥェ一ハは、 いかなる場合もキャリアと一体と なって回転する。
キャリアの材質としては、 C F R P (炭素繊維強化プラスチック） 又 は高強度耐磨耗性プラスチックが好ましい。 また、 上述したステンレス 鋼やガラス繊維等で強化された樹脂、 例えばエポキシ樹脂、 フヱノール 樹脂、 ナイロン樹脂等の使用も可能である。 高強度耐磨耗性プラスチッ ク以外の樹脂キヤリアの場合は、 その内周面に高強度耐磨耗性プラスチ ックをコ一ティ ングすることが好ましい。
キャリアの内周面には又、 摩擦抵抗の小さい樹脂をコ一ティングする ことが好ましい。 こうすることにより、 研磨に伴ってキャリアとゥエー 八の当たり面が変化することによるキヤリァ内周面の磨耗も防止される o
キヤリァの内周面にコ一ティングされる摩擦抵抗の小さい樹脂として は、 高分子ポリエチレン、 エポキシ樹脂、 フッ素系樹脂、 P P S、 セラ ゾ一ル、 P E E K、 P E S等を使用することができる。
本発明の両面研磨装置は、 付帯設備としてゥエーハ移載装置を使用す る。 このゥェ一ハ移載装置は、 水平に支持されたゥエーハを移載するた めに少なくとも 2方向に移動するロボッ トアームと、 ロボッ 卜アームに 取り付けられて前記ゥェ一八の上面を吸着するチヤックとを具備し、 チ ャックは前記ゥエーハの周縁部上面に円環状に接触し、 且つその円環状 の接触面に、 周方向に隙間をあけて形成された複数の吸引口を有する外 周部環状吸着型のものが好ましい。
このゥエーハ移載装置によると、 外周部環状吸着型のチヤックはゥェ 一八の上面に接触するものの、 その接触部はゥエーハの周縁部に限定さ れる。 ゥエーハの周縁部は、 通常はデバイス形成の対象外となる領域で あるので、 ハンドリング時の把持については許容される。 また、 チヤッ クはゥェ一八の周縁部全周に接触するので、 部分的な接触とはいえゥェ ーハを確実に保持することができる。
ゥェ一ハ移載装置は又、 水平に支持されたゥェ一ハを移載するために 少なくとも 2方向に移動するロボッ 卜アームと、 ロボッ 卜アームに取り 付けられ、 前記ゥエーハを下方から支承してその下面を吸着するチヤッ クとを具備し、 チャックは前記ゥエーハの周縁部下面の周方向一部に円 弧状に接触し、 且つその円弧状の接触面に、 周方向に隙間をあけて形成 された複数の吸弓 ί口を有する外周部弧状吸着型のものが好ましい。 このゥエーハ移載装置によると、 外周部弧状吸着型のチヤックはゥェ 一八の下面に接触するものの、 その接触部はゥエーハ周縁部の一部分に 限定される。 ゥェ一ハの周縁部は、 通常はデバイス形成の対象外となる 領域であるので、 ハンドリング時の把持については許容される。 また、 チヤックはゥエーハの周縁部に円弧状に接触するので、 部分的な接触と はいえゥェ一ハを確実に保持することができる。 図面の簡単な説明 図 1は本発明の実施形態に係る両面研磨設備の平面図である。 図 2は 同両面研磨設備に使用されている両面研磨装置の平面図である。 図 3は 下側の回転定盤の平面図である。 図 4は下側の回転定盤の縦断面図であ る。 図 5は上側の回転定盤の縦断面図である。 図 6はワークとキャリア を合体させる合体機構の平面図である。 図 7は合体機構の側面図である 。 図 8は合体機構内のキャリア搬送機構の側面図である。 図 9はワーク を下定盤上へ供給する供給機構の平面図及び側面図である。 図 1 0はブ ラシ収納部の平面図及び側面図である。 図 1 1はドレッサ収納部の平面 図及び側面図である。 図 1 2は研磨装置本体の 1実施形態を、 主にキヤ リア駆動機構について示す縦断面図である。 図 1 3は図 1 2の A - A線 矢示図である。 図 1 4はキヤリァ駆動のための動力伝達系統の平面図で ある。 図 1 5は別のキャリア駆動機構の平面図である。 図 1 6はそのキ ャリァ駆動機構の動力伝達系統の平面図である。 図 1 7は更に別のキヤ リア駆動機構の平面図である。 図 1 8は自転手段の正面図である。 図 1 9はウォームギヤの平面図である。 図 2 0は研磨装置本体の別の実施形 態を示す概略側面図である。 図 2 1は図 2 0の B— B線矢示図である。 図 2 2は研磨装置本体の更に別の実施形態をキヤリァについて示す平面 図である。 図 2 3は別のキャリアの平面図である。 図 2 4はゥェ一ハ移 載装置の 1実施形態を示す装置主要部の構成図であり、 （ a ) は平面図 、 （b ) は側面図である。 図 2 5はゥェ—ハ移載装置の別の実施形態を 示す装置主要部の構成図であり、 （a ) は平面図、 （b ) は側面図であ る。 図 2 6は両面研磨装置の概略構成図である。 図 2 7は図 1 2の C - C線矢示図である。 発明を実施するための最良の形態
本発明の両面研磨装置の好ましい実施形態を、 図 1〜図 1 1により説 明する。
図 1に示された両面研磨設備は、 シリ コンゥェ一八の自動両面ポリッ シングに使用される。 この両面研磨設備は、 横方向に並列された複数の 両面研磨装置 1 0 0， 1 0 0 · · と、 その側方に配置されたローダ'ァ ンローダ装置 2 0 0と、 これらを繫ぐバスケッ ト搬送装置 3 0 0とを備 えている。
ローダ ·アンローダ装置 2 0 0は、 吸着式のワーク搬送ロボッ ト 2 1 0を備えている。 ワーク搬送ロボッ ト 2 1 0は、 シリコンゥエー八から なるポリッシング前のワーク 4 0 0を搬入バスケッ ト 2 2 0内から取り 出して、 バスケッ ト搬送装置 3 0 0内の搬送バスケッ 卜 3 1 0内に移載 する。 また、 ポリッシング後のワーク 4 0 0を搬送バスケッ 卜 3 1 0内 から取り出して、 搬出バスケッ 卜 2 3 0内に移載する。
搬送バスケッ ト 3 1 0は、 複数枚のワーク 4 0 0， 4 0 0 · ·を所定 の間隔で上下方向に重ねて収容する。
バスケッ ト搬送装置 3 0 0は、 複数の両面研磨装置 1 0 0， 1 0 0 · •に対応する複数の昇降機構 3 2 0， 3 2 0 · ·を備えており、 ポリッ シング前のワーク 4 0 0が収容された搬送バスケッ ト 3 1 0を、 ローダ . アンローダ装置 2 0 0から複数の昇降機構 3 2 0， 3 2 0 · ·に選択 的に搬送する。 また、 ポリツシング後のワーク 4 0 0が収容された搬送 バスケッ ト 3 1 0を昇降機構 3 2 0， 3 2 0 · ·からローダ · アンロー ダ装置 2 0 0に搬送する。
昇降機構 3 2 0は、 搬送バスケッ ト 3 1 0内に収容された複数枚のヮ ーク 4 0 0， 4 0 0 · ·を、 対応する両面研磨装置 1 0 0に授受するた めに、 搬送バスケッ 卜 3 1 0をワーク 4 0 0， 4 0 0 · · の収容整列ピ ツチに対応するピッチで昇降させる。
両面研磨装置 1 0 0は、 図 2に示すように、 共通のベースフレーム上 に研磨装置本体 1 1 0、 第 1ワーク搬送部 1 2 0、 ワーク位置合わせ部 1 3 0、 キヤリァ収納部 1 4 0、 キヤリァ搬送部 1 5 0、 キャリア位置 合わせ部 1 6 0、 第 2ワーク搬送部 1 7 0、 ブラシ収納部 1 8 0及びド レッサ収納部 1 9 0を搭載した構造になっている。
研磨装置本体 1 1 0は、 下側の回転定盤 1 1 1と、 その上に同心状に 組み合わされた上側の回転定盤 1 1 2 (図 5参照） と、 下側の回転定盤 1 1 1の中心部上に設けられたセンタギヤ 1 1 3と、 下側の回転定盤 1 1 1の周囲に設けられた複数の自転手段 1 1 4， 1 1 4 · · とを備えて い O o
下側の回転定盤 1 1 1は、 センタギヤ 1 1 3の周囲に複数のキャリア 5 0 0 , 5 0 0 · ·を支持する。 キャリア 5 0 0は円形の外歯車であり 、 その中心に対して偏心した位置に円形の収容孔 5 1 0を有し、 この収 容孔 5 1 0内にワーク 4 0 0であるシリコンゥエーハを収容する。
この回転定盤 1 1 1は、 図 3及び図 4に示すように、 中心部に開口部 を有する円盤であり、 中心部に空洞を有する回転支持部材 1 1 1 aの円 盤部上に取付けられている。 回転支持部材 1 1 1 aは、 図示されない駆 動機構により所定の方向に回転駆動され、 これにより、 回転定盤 1 1 1 を所定の方向に回転させると共に、 原点位置に停止させる。 原点位置と は、 ポリッシングの前後、 特にポリッシング後における回転定盤 1 1 1 の基準停止位置である。
回転定盤 1 1 1には、 回転定盤 1 1 1を厚み方向に貫通する複数のノ ズル 1 1 1 b , 1 1 1 b · ·が設けられている。 複数のノズル 1 1 1 b ， 1 1 1 b · ·は、 回転定盤 1 1 1が原点位置に停止したときにキヤリ ァ 5 0 0内のワーク 4 0 0に対応するように設けられている。 これらの ノズル 1 1 1 b， 1 1 1 b · ·は、 回転定盤 1 1 1と回転支持部材 1 1 1 aの円盤部間に設けられた導管 1 1 1 c , 1 1 1 c · ♦、 回転支持部 材 1 1 1 aの軸部に設けられた縦孔 1 l i d , 1 1 1 d · ·及び該軸部 に取付けられた口一タリジョイント 1 1 1 eなどを介して、 図示されな い吸引装置に接続されている。
上側の回転定盤 1 1 2は、 図 5に示すように、 環状の盤体であり、 回 転支持部材 1 1 2 aの円盤部下面に取付けられている。 回転支持部材 1 1 2 aは、 図示されない駆動機構により昇降駆動されると共に回転駆動 される。 これにより、 回転定盤 1 1 2は下側の回転定盤 1 1 1上で昇降 すると共に、 回転定盤 1 1 1と逆方向に回転し、 且つ原点位置に停止す る o
回転定盤 1 1 2には、 回転定盤 1 1 1と同様、 回転定盤 1 1 2を厚み 方向に貫通する複数のノズル 1 1 2 b， 1 1 2 b - 'が設けられている 。 複数のノズル 1 1 2 b , 1 1 2 b · ·は、 前記ノズル 1 1 1 b， 1 1 1 b · · と同様、 回転定盤 1 1 2が原点位置に停止したときにキャリア 5 0 0内のワーク 4 0 0に対応するように設けられている。 これらのノ ズル 1 1 2 b， 1 1 2 b · ·は、 導管 1 1 2 c， 1 1 2 。 · ·、 回転支 持部材 1 1 aの円盤部に設けられた横孔及び縦孔等を介して、 図示さ れな L、流体供給装置に接続されている。
研磨装置本体 1 1 0のセンタギヤ 1 1 3は、 回転定盤 1 1 1の中心部 上面に設けられた円形の凹部 1 1 1 f により位置決めされ、 回転定盤 1 1 1上に配置された複数のキャリア 5 0 0， 5 0 0 · ·に嚙み合う。 セ ン夕ギヤ 1 1 3の駆動軸は、 回転定盤 1 1 1の中心部に設けられた開口 部 1 1 1 g、 回転支持部材 1 1 1 aの中心部に設けられた空洞 1 1 1 h を貫通して、 回転支持部材 1 1 1 aの下方に突出し、 図示されない駆動 装置と連結されている。 これにより、 センタギヤ 1 1 3は下側の回転定 盤 1 1 1に対して独立に回転駆動される。
複数の自転手段 1 1 4， 1 1 4 · ·は、 回転定盤 1 1 1上に配置され た複数のキヤリア 5 0 0， 5 0 0 · ·の外側にあり、 各自転手段 1 1 4 は、 対応するキヤリア 5 0 0に嚙み合う垂直な 2つの歯車 1 1 4 a， 1 1 4 aを有している。 歯車 1 1 4 a， 1 1 4 aは、 図示されない駆動装 置により同期して同方向に回転駆動され、 これにより、 対応するキヤリ ァ 5 0 0をセンタギヤ 1 1 3と共同して定位置で自転させる。 歯車 1 1
4 a， 1 1 4 aは又、 キャ リア 5 0 0に嚙み合う動作位置と、 その下方 の退避位置との間を昇降することにより、 ポリッシング前後にキヤリア
5 0 0を解放する。
以上が研磨装置本体 1 1 0の構造である。 以下に、 第 1 ワーク搬送部 1 2 0、 ワーク位置合わせ部 1 3 0、 キヤリァ収納部 1 4 0、 キャリア 搬送部 1 5 0、 キヤリア位置合わせ部 1 6 0、 第 2 ワーク搬送部 1 Ί 0 、 ブラシ収納部 1 8 0及びドレッサ収納部 1 9 0の各構造を順番に説明 する。
なお、 研磨装置本体 1 1 0の外側でワーク 4 0 0をキヤリア 5 0 0に 合体させる合体機構は、 第 1 ワーク搬送部 1 2 0、 ワーク位置合わせ部 1 3 0、 キヤリア搬送部 1 5 0及びキヤリア位置合わせ部 1 6 0により 構成されており、 第 1ワーク搬送部 1 2 0は、 ワーク 4 0 0を両面研磨 装置 1 0 0に搬入する搬入機構を兼ねている。 また、 研磨装置本体 1 1 0の外側で合体されたワーク 4 0 0及びキャリア 5 0 0を研磨装置本体 1 1 0の下側の回転定盤 1 1 1上に供給する供袷機構は、 第 2ワーク搬 送部 1 7 0により構成されており、 この第 2ワーク搬送部 1 7 0は、 下 側の回転定盤 1 1 1上で研磨を終えたワーク 4 0 0をキャリア 5 0 0と 合体状態のまま研磨装置本体 1 1 0の外側に排出する排出機構を兼ねて いる o
第 1 ワーク搬送部 1 2 0は、 バスケッ ト搬送装置 3 0 0の昇降機構 3 2 0に停止した搬送バスケッ ト 3 1 0からワーク 4 0 0を両面研磨装置 1 0 0に搬入するワーク搬入機構と、 ワーク位置合わせ部 1 3 0からキ ャリァ位置合わせ部 1 6 0へのワーク 4 0 0の搬送を行うワーク搬送機 構とを兼ねている。 この第 1ワーク搬送部 1 2 0は、 図 6及び図 7に示 すように、 先端部下面にてワーク 4 0 0を上方から水平に吸着する吸着 アーム 1 2 1と、 吸着アーム 1 2 1を水平方向及び垂直方向に駆動する 多関節ロボッ 卜からなる駆動機構 1 2 2とを備えている。
ワーク位置合わせ部 1 3 0は、 図 6及び図 Ίに示すように、 ワーク 4 0 0を両側からクランプする一対の把持部材 1 3 1， 1 3 1と、 把持部 材 1 3 1， 1 3 1を接離駆動する駆動機構 1 3 2とを備えている。 把持 部材 1 3 1， 1 3 1の各対向面は、 ワーク 4 0 0の外周面に対応した円 弧面になっている。
第 1ワーク搬送部 1 2 0は、 バスケッ ト搬送装置 3 0 0の昇降機構 3 2 0に停止した搬送バスケッ ト 3 1 0からワーク 4 0 0をワーク位置合 わせ部 1 3 0の図示されない台上に載置する。 台上に載置されたワーク 4 0 0は、 両側に離反した把持部材 1 3 1， 1 3 1間に位置する。 この 状態で、 把持部材 1 3 1， 1 3 1は内側へ接近し、 ワーク 4 0 0を両側 からクランプすることにより、 ワーク 4 0 0を定位置に移動させる。 こ れにより、 ワーク 4 0 0は位置決めされる。
位置決めされたワーク 4 0 0は、 再び第 1ワーク搬送部 1 2 0により 吸着され、 後述するキャリア位置合わせ部 1 6 0に搬送される。
キヤリァ収納部 1 4 0は、 図 6及び図 7に示すように、 複数枚のキヤ リア 5 0 0， 5 0 0 · ·を所定の間隔で上下方向に重ねて支持する複数 段の支持板 1 4 1， 1 4 1 · ·を備えている。 支持板 1 4 1， 1 4 1 · ♦を支持する支持軸 1 4 2は、 垂直に固定されたガイドスリーブ 1 4 3 により軸方向に移動自在に支持され、 ガイドスリーブ 1 4 3に取付けら れたボールネジ式の駆動機構 1 4 4により軸方向に駆動される。 これに より、 支持板 1 4 1， 1 4 1 · ·は上限位置から所定ピッチで間欠的に 下降し、 キャリア 5 0 0， 5 0 0 · ·を後述するキヤリア搬送部 1 5 0 の支持台 1 5 1上に順番に載置する。 この載置のために、 各支持板 1 4 1はキャリア 5 0 0をその一部が両側へ張り出した状態で支持する。 キヤリァ搬送部 1 5 0は、 キヤリァ収納部 1 4 0からキヤリァ位置合 わせ部 1 6 0へキヤリア 5 0 0を搬送する。 このキヤリア搬送部 1 5 0 は、 図 6に示すように、 キャリア 5 0 0を水平に支持する支持台 1 5 1 と、 支持台 1 5 1の両側に設けられた一対の搬送機構 1 5 2， 1 5 2と を備えている。
支持台 1 5 1は、 キヤリァ収納部 1 4 0の支持板 1 4 1， 1 4 1 · · が通過する切り込み 1 5 1 aを、 キャリア収納部 1 4 0側の端部に有し ている。 支持台 1 5 1のキャリア位置合わせ部 1 6 0側の端部には、 後 述するキヤリア位置合わせ部 1 6 0の受け台 1 6 2が通過する円形の大 径開口部 1 5 1 bと、 複数の位置決めピン 1 6 3， 1 6 3 ·が揷入され る複数の小径開口部 1 5 1 c， 1 5 1 c ·が設けられている。
各側の搬送機構 1 5 2は、 図 8に示すように、 支持台 1 5 1の側面に 取付けられた水平なガイ ドレール 1 5 2 aと、 ガイドレール 1 5 2 aに 移動自在に支持されたスライダ 1 5 2 bと、 スライダ 1 5 2 bを駆動す る駆動機構 1 5 2 cとを備えている。 駆動機構 1 5 2 cは、 モータでベ ル卜を駆動することにより、 ベルトに連結されたスライダ 1 5 2 bをガ ィ ドレール 1 5 2 aに沿って直進駆動する。 スライダ 1 5 2 bは、 上方 に突出するピン状の係合部 1 5 2 dを有している。 係合部 1 5 2 は、 支持台 1 5 1上に載置されたキャリア 5 0 0の外周歯の側部に係合する o
即ち、 両側の搬送機構 1 5 2， 1 5 2のスライダ 1 5 2 b， 1 5 2 b が支持台 1 5 1の一端部両側に位置する状態で、 キヤリァ収納部 1 4 0 から支持台 1 5 1の一端部上にキヤリア 5 0 0が載置されることにより 、 キャリア 5 0 0の外周歯の両側部には両側のスライダ 1 5 2 b， 1 5
2 bの係合部 1 5 2 d， 1 5 2 dが係合する。 この状態で、 スライダ 1 5 2 b , 1 5 2 bが支持台 1 5 1の他端部両側へ同期して移動すること により、 キャリア 5 0 0は支持台 1 5 1の他端部上まで搬送され、 キヤ リア位置合わせ部 1 6 0に送られる。
キヤリァ位置合わせ部 1 6 0は、 支持台 1 5 1の他端部と組み合わさ れているこのキャリア位置合わせ部 1 6 0は、 図 6及び図 7に示すよう に、 キャリア 5 0 0を位置決めするための昇降板 1 6 1と、 ワーク 4 0 0を載置する円形の受け台 1 6 2とを備えている。 昇降板 1 6 1は、 上 方に突出した複数の位置決めピン 1 6 3 , 1 6 3 ·を有している。 受け 台 1 6 2は、 昇降板 1 6 1の上方に位置し、 下方の駆動機構 1 6 4によ り、 昇降板 1 6 1と共に昇降駆動される。
即ち、 キヤリァ位置合わせ部 1 6 0は、 上段の受け台 1 6 2の上面が 、 キヤリァ搬送部 1 5 0の支持台 1 5 1の上面とほぼ面一となる状態を 初期位置とする。 従って、 この初期位置では、 複数の位置決めピン 1 6
3， 1 6 3 ·は、 支持板 1 5 1の下方に位置する。 この状態で、 キヤリ ァ 5 0 0が支持台 1 5 1の他端部上に搬送されると、 キャリア 5 0 0の 収容孔 5 1 0は、 支持台 1 5 1の大径開口部 1 5 1 bと合致する。 その 搬送が終わると、 昇降板 1 6 1及び受け台 1 6 2が上昇する。 この上昇 により、 複数の位置決めピン 1 6 3， 1 6 3 ·は、 支持台 1 5 1の他端 部に設けられた小径開口部 1 5 1 c， 1 5 1 c ·を通って、 他端部上の キャリア 5 0 0に設けられた複数の位置決めのための小径孔 5 2 0 , 5 2 0 ·に下方から挿入される。 これにより、 キャリア 5 0 0は、 支持台 1 5 1の他端部上で位置決めされる。
このとき、 受け台 1 6 2は、 支持台 1 5 1の大径開口部 1 5 1 b及び キャリア 5 0 0の収容孔 5 1 0を通って、 キャリア 5 0 0の上方まで上 昇する。 上昇した受け台 1 6 2の上には、 ワーク位置合わせ部 1 3 0で 位置合わせされたワーク 4 0 0力^ 第 1ワーク搬送部 1 2 0により吸着 搬送され、 載置される。 この載置が終わると、 昇降板 1 6 1及び受け台 1 6 2は初期位置まで下降する。 これにより、 支持台 1 5 1の他端部上 で位置決めされたキャリア 5 0 0の収容孔 5 1 0に受け台 1 6 2上のヮ ーク 4 0 0が挿入され、 ワーク 4 0 0がキャリア 5 0 0と分離自在な合 体状態に組み合わされる。
両面研磨装置 1 0 0の第 2ワーク搬送部 1 7 0は、 この合体したヮー ク 4 0 0及びキヤリア 5 0 0を研磨装置本体 1 1 0へ搬送する。 この第 2ワーク搬送部 1 7 0は、 図 9に示すように、 水平なアーム 1 7 1の先 端部に取付けられた吸着へッ ド 1 7 2と、 アーム 1 7 1をその基部を中 心として水平面内で回転させると共に垂直方向に昇降駆動する駆動機構 1 7 3とを備えている。
吸着へッ ド 1 7 2は、 その下方に合体したワーク 4 0 0及びキヤリ Ύ 5 0 0を水平に保持するために、 下面に複数の吸着パッ ド 1 7 4， 1 7 4 · 'を装備しており、 この吸着と、 アーム 1 7 1の回転及び昇降に伴 う吸着へッ ド 1 7 2の旋回及び昇降との組み合わせにより、 キャリア位 置合わせ部 1 6 0で合体したワーク 4 0 0及びキヤリア 5 0 0が研磨装 置本体 1 1 0の下側の回転定盤 1 1 1上へ搬送される。 吸着へッ ド 1 7 2には、 後述するドレッサ収納部 1 9 0の複数の支持ピン 1 9 3、 1 9 3 · との干渉を回避するために、 複数の逃げ孔 1 7 2 a， 1 7 2 a ·力く 設けられている。
ブラシ収納部 1 8 0は、 図 1 0に示すように、 複数枚のブラシ 6 0 0 , 6 0 0 · ·を厚み方向に重ねて支持する支持台 1 8 1と、 支持台 1 8 1上のブラシ 6 0 0， 6 0 0 · ·を保持する複数の保持部材 1 8 2， 1 8 2とを備えている。 支持台 1 8 1を支持する支持軸 1 8 3は、 垂直に 固定されたガイドスリーブ 1 8 4により軸方向に移動自在に支持され、 ガイ ドスリーブ 1 8 4に取付けられたボールネジ式の駆動機構 1 8 5よ り軸方向に駆動される。
各ブラシ 6 0 0は、 キャリア 5 0 0に対応する形状の外歯車であり、 回転定盤 1 1 1， 1 1 2の対向面に装着される研磨布の清掃に使用され る。 この清掃のために、 ブラシ 6 0 0の上下面には複数のブラシ部 6 1
0， 6 1 0 · ·が設けられている。 ブラシ部 6 1 0， 6 1 0 · ·を分散 配置したのは、 その吸着搬送を可能にするためである。 上面側のブラシ 部 6 1 0， 6 1 0 · · と下面側のブラシ部は、 ブラシ 6 0 0， 6 0 0 ·
•を積み重ねたときに相互干渉しないように、 周方向に変位している。 保持部材 1 8 2， 1 8 2は、 支持台 1 8 1上のブラシ 6 0 0， 6 0 0 ·
•の外周歯部に係合することにより、 ブラシ 6 0 0， 6 0 0 · ·を保持 する。
ドレッサ収納部 1 9 0は、 図 1 1に示すように、 複数枚のドレッサ 7 0 0， 7 0 0 · ·を厚み方向に積層して支持する支持台 1 9 1と、 支持 台 1 9 1上のドレッサ 7 0 0， 7 0 0 · ，を保持する複数の保持部材 1
9 2 , 1 9 2とを備えている。 支持台 1 9 1は、 ドレッサ 7 0 0， 7 0 0 · ·を厚み方向に隙間をあけて支持するために、 外径が上から下へ段 階的に增大する複数の支持ピン 1 9 3， 1 9 3 ·により ドレッサ 7 0 0 ， 7 0 0 · ·を支持する。 支持台 1 9 1を支持する支持軸 1 9 4は、 垂 直に固定されたガイ ドスリーブ 1 9 5により軸方向に移動自在に支持さ れ、 ガイ ドスリーブ 1 9 5に取付けられたボールネジ式の駆動機構 1 9 6より軸方向に駆動される。
各ドレッサ 7 0 0は、 キャリア 5 0 0に対応する形状の外歯車である 。 ドレッサ 7 0 0の外周部上下面には、 回転定盤 1 1 1， 1 1 2の対向 面に装着される研磨布の面慣らしを行うために、 多数のダイヤモンドぺ レツ ト等からなる研削部 7 1 0， 7 1 0 · ·が取付けられている。 研削 部 7 1 0， 7 1 0 · ·をドレッサ 7 0 0の外周部に限定的に設けため、 このドレッサ 7 0 0 も吸着搬送が可能になる。
キヤリア位置合わせ部 1 6 0で合体したワーク 4 0 0及びキヤリア 5 0 0を研磨装置本体 1 1 0に吸着搬送する第 2ワーク搬送部 1 7 0は、 ブラシ 6 0 0及びドレッサ 7 0 0を研磨装置本体 1 1 0に吸着搬送する 搬送部を兼ねている。 このため、 ブラシ収納部 1 8 0及びドレッサ収納 部 1 9 0は、 第 2ワーク搬送部 1 7 0の吸着へッド 1 7 2の旋回円弧の 真下に配置されている。
次に、 上記両面研磨設備を用いたシリコンゥエーハの自動両面ポリッ シング操作について説明する。
両面研磨装置 1 0 0は、 バスケッ 卜搬送装置 3 0 0の昇降機構 3 2 0 に停止した搬送バスケッ 卜 3 1 0から複数枚のワーク 4 0 0、 4 0 0 · ·を第 1ワーク搬送部 1 2 0により搬入する。 具体的には、 第 1ワーク 搬送部 1 1 0の吸着アーム 1 2 1により搬送バスケッ 卜 3 1 0内のヮ一 ク 4 0 0， 4 0 0 · 'を上から順番に吸着し、 ワーク位置合わせ部 1 3 0の図示されない台上に載置する。 ワーク 4 0 0 , 4 0 0 · ·の取り出 しに伴い、 搬送バスケッ 卜 3 1 0は昇降機構 3 2 0により 1ピッチずつ 上方へ駆動される。
ワーク位置合わせ部 1 3 0の図示されない台上にワーク 4 0 0が載置 されると、 把持部材 1 3 1， 1 3 1が接近する。 これにより、 ワーク 4 0 0は所定位置に位置決めされる。
搬送バスケッ ト 3 1 0内のワーク 4 0 0， 4 0 0 · ·の搬入と並行し て、 キャリア収納部 1 4 0内のキャリア 5 0 0， 5 0 0 · ·がキャリア 搬送部 1 5 0により支持台 1 5 1の一端部上から他端部上へ搬送され、 キヤリァ位置合わせ部 1 6 0に送られる。 キヤリァ位置合わせ部 1 6 0 に送られたキヤリア 5 0 0は、 昇降板 1 6 1及び受け台 1 6 2が上昇し 、 複数の位置決めピン 1 6 3， 1 6 3 'が上昇することにより、 所定位 置に位置決めされる。
昇降板 1 6 1及び受け台 1 6 2が上昇すると、 第 1ワーク搬送部 1 2 0の吸着アーム 1 2 1により、 ワーク位置合わせ部 1 3 0からその受け 台 1 6 2上にワーク 4 0 0が搬送される。 ここで、 第 1ワーク搬送部 1 2 0の吸着アーム 1 2 1は、 ワーク位置合わせ部 1 3 0で位置合わせさ れたワーク 4 0 0を上方から吸着して受け台 1 6 2上に搬送するだけで あるので、 ワーク位置合わせ部 1 3 0でワーク 4 0 0が所定位置にあれ ば、 受け台 1 6 2上でもワーク 4 0 0は所定位置に位置決めされること になり、 これにより、 ワーク 4 0 0はその下の位置決めされたキャリア 5 0 0の収容孔 5 1 0に対して正確に位置決めされることになる。
そして、 昇降板 1 6 1及び受け台 1 6 2が初期位置に下降することに より、 ワーク 4 0 0はキャリア 5 0 0の収容孔 5 1 0に確実に挿入され る。
このように、 研磨装置本体 1 1 0の外側で位置決めされたワーク 4 0 0及びキヤリア 5 0 0を、 研磨装置本体 1 1 0の外側で分離自在な合体 状態に組み合わせることにより、 その合体操作が確実に行われる。 従つ て、 作業員による監視及び手直しが不要になる。 しかも、 ワーク位置合 わせ部 1 3 0へのワーク 4 0 0の搬送が、 吸着式の簡単な第 1ワーク搬 送部 1 2 0により行われ、 第 1ワーク搬送部 1 2 0に複雑な誘導機構等 を設ける必要がないので、 装置構成も簡単になる。
ワーク位置合わせ部 1 3 0でワーク 4 0 0とキヤリア 5 0 0の合体が 終わると、 そのワーク 4 0 0及びキヤリア 5 0 0力、 第 2ワーク搬送部 1 7 0により合体状態のまま研磨装置本体 1 1 0の下側の回転定盤 1 1 1上の定位置に搬送される。 このとき、 研磨装置本体 1 1 0では、 上側 の回転定盤 1 1 2は上昇し、 複数の自転手段 11 4， 1 1 4 · ·は下降 している。
下側の回転定盤 1 1を所定角度ずつ回転させる割り出し操作を行いな がら、 回転定盤 1 1 1上の定位置へのワーク 4 0 0及びキヤリア 5 0 0 の搬送を繰り返すことにより、 複数枚のワーク 4 0 0， 4 0 0 · ·が下 側の回転定盤 1 1 1上に供給される。 回転定盤 1 1 1上の定位置へヮ— ク 4 0 0及びキヤリア 5 0 0を順番に搬送する第 2ワーク搬送部 1 7 0 は、 回転定盤 1 1 1上の複数位置へ振り分け搬送を行うものと比べて構 造が簡単であり、 搬送精度も高い。 このとき、 複数の自転手段 1 1 4， 1 1 4 · ·は下降しているため、 回転定盤 1 1 1上のキヤリア 5 0 0， 5 0 0 · · と嚙み合わない。 一方、 センタギヤ 1 1 3は回転定盤 1 1 1 上のキヤリア 5 0 0， 5 0 0 · ·に嚙み合うが、 回転定盤 1 1 1上のキ ャリア 5 0 0， 5 0 0 · ·が回転定盤 1 1 1に対して相対移動しないよ うに、 回転定盤 1 1 1の回転に同期して駆動される。 これらのため、 下 側の回転定盤 1 1 1上に供給されたワーク 4 0 0， 4 0 0 · ·は、 回転 定盤 1 1 1の割り出し操作によっても、 回転定盤 1 1 1上での不用意な 移動を生じない。
下側の回転定盤 1 1 1上へのワーク 4 0 0及びキヤリア 5 0 0の搬送 が終了すると、 複数の自転手段 1 1 4, 1 1 4 · ·が定位置まで上昇す ると共に、 上側の回転定盤 1 1 2が下降する。 これにより、 回転定盤 1 1 1上の複数のワーク 4 0 0， 4 0 0 · ·は研磨布により上下から挟ま れる。 この状態で、 回転定盤 1 1 1, 1 1 2間に砥液を供給しながら、 回転定盤 1 1 1, 1 1 2を逆方向に回転させる。 また、 キャリア 5 0 0 ， 5 0 0 · ·に嚙み合うセンタギヤ 1 1 3及び自転手段 1 1 4， 1 1 4 • ·を同期して回転駆動する。 これにより、 キャリア 5 0 0， 5 0 0 · •は回転定盤 1 1 1, 1 12間の定位置で自転を続け、 キャリア 500 ， 5 0 0 · ·に保持されたワーク 400， 400 · ·は偏心回転運動を 行う。 これにより、 各ワーク 400の両面がポリッシングされる。
回転定盤 1 1 1， 1 12間のキヤリア 500， 500 · ·を定位置で 自転させるこの研磨装置本体 1 10は、 従来の公転を伴う遊星歯車方式 のものと比べて、 大型のインターナルギヤが不要となることにより、 高 い研磨精度を維持しつつ装置価格の低減を図ることができる。 また、 自 転手段 1 1 4， 1 14 · ·を昇降式とすることにより、 ワーク 400， 4 0 0 · ·を供給するときの回転定盤 1 1 1の割り出し操作も、 回転定 盤 1 1 1及びセン夕ギヤ 1 13の回転だけで簡単に行われる。 センタギ ャ 1 13を自転手段 1 14, 1 14 · ·と同様に昇降式とすれば、 回転 定盤 1 1 1のみの回転で割り出し操作が可能になる。
ワーク 4 0 0， 400 · ·の両面ポリッシングが終了すると、 上下の 回転定盤 1 1 1, 1 12は原点位置に停止する。 その停止後、 上側の回 転定盤 1 12に設けられた複数のノズル 1 12 b, 1 12 b * ·から水 等の流体を噴射しつつ、 その回転定盤 1 12を上昇させる。 また、 下側 の回転定盤 1 1 1に設けられた複数のノズル 1 l i b, 1 1 1 b · ·を 吸引する。
このとき、 上下の回転定盤 1 1 1， 1 12は原点位置に停止している ので、 ノズル 1 12 b， 1 12 b · ·はワーク 400， 400 · ·の上 面に対向しており、 ノズル 1 1 1 b， 1 1 1 b · ·はワーク 400， 4 0 0 · ·の上面に対向している。 このため、 ワーク 400， 400 · · は上方からの流体噴射による押圧と下方への吸引を受け、 上側の回転定 盤 1 12の上昇時に、 液体の溜まった下側の回転定盤 11 1の側に確実 に保持される。 このため、 ワーク 400, 400 · 'の乾燥が防止され る。 しかも、 ワーク保持力は、 上方からの押圧力も下方への吸引力も共 に流体圧であるため、 ワーク 4 0 0， 4 0 0 · ·にダメージを与える危 険がない。
下側の回転定盤 1 1 1に設けられた複数のノズル 1 l i b, 1 1 1 b • ·による下方への吸引は、 ワーク 4 0 0， 4 0 0 · ·の乾燥を防止す るために短時間とし、 その吸引の省略も可能である。 ノズル 1 1 l b， 1 1 1 b · ·による下方への吸引を省略しても、 ノズル 1 1 2 b， 1 1
2 b · ·からの流体による上方からの押圧が強力なため、 ワーク 4 0 0 , 4 0 0 · ·が上側の回転定盤 1 1 2の側へ移行する危険は殆どない。 上側の回転定盤 1 1 2が定位置まで上昇すると、 第 2ワーク搬送部 1 7 0により、 下側の回転定盤 1 1 1上からワーク位置合わせ部 1 3 0へ ワーク 4 0 0， 4 0 0 · ·をキャリア 5 0 0， 5 0 0 · · と合体状態の まま搬送する。 この排出時にも、 下側の回転定盤 1 1を所定角度ずつ回 転させる割り出し操作を行う。
ワーク位置合わせ部 1 3 0へ搬送されたワーク 4 0 0及びキヤリア 5 0 0は、 ワーク位置合わせ部 1 3 0の合体時と逆の操作により分離され る。 キャリア 5 0 0から分離されたワーク 4 0 0は、 第 1ワーク搬送部 1 2 0により搬送バスケッ 卜 3 1 0に収容され、 残ったキャリア 5 0 0 はキヤリア搬送部 1 5 0によりキヤリア収納部 1 4 0に収容される。 このように、 両面ポリ ッシング後のワーク 4 0 0， 4 0 0 · ·は、 ヮ —ク供給に使用される第 2ワーク搬送部 1 7 0、 ワーク位置合わせ部 1
3 0及び第 1ワーク搬送部 1 1 0などを利用して、 両面研磨装置 1 0 0 の外にお出され、 搬送バスケッ 卜 3 1 0によりローダ ·アンローダ装置 2 0 0へ搬送される。
1回の両面ポリッシング作業が終了すると、 次の両面ポリッシングを 開始する前に、 ブラシ収納部 1 8 0に収納されている複数のブラシ 6 0 0, 6 0 0 · ·力、 第 2ワーク搬送部 1 7 0により下側の回転定盤 1 1 1上へ順次搬送される。 この搬送も、 ワーク 4 0 0及びキャリア 5 0 0 の搬送と同様に行われ、 回転定盤 1 1 1は割り出し操作を行う。 また、 ブラシ収納部 1 8 0ではブラシ 6 0 0の搬出ごとに支持,台 1 8 1が 1 ピ ツチずつ上昇して、 最上段のブラシ 6 0 0を搬出位置へ移動させる。 下側の回転定盤 1 1 1上へのブラシ 6 0 0， 6 0 0 · ·の搬送が終わ ると、 上側の回転定盤 1 1 2を下降させ、 上下の研磨布間にブラシ 6 0 0， 6 0 0 · ·を挟む。 この状態で、 回転定盤 1 1 1， 1 1 2を逆方向 に回転させつつ、 ブラシ 6 0 0， 6 0 0 · 'に嚙み合うセンタギヤ 1 1 3及び自転手段 1 1 4， 1 1 4 · ·を同期して回転駆動する。 これによ り、 上下の研磨布がブラシ 6 0 0， 6 0 0 · ·により清掃される。 上下の研磨布の清掃が終わると、 上側の回転定盤 1 1 2を上昇させ、 第 2ワーク搬送部 1 7 0により、 下側の回転定盤 1 1 1上からブラシ収 納部 1 8 0へブラシ 6 0 0 , 6 0 0 · ·を搬送する。 このブラシ排出時 にも、 下側の回転定盤 1 1を所定角度ずつ回転させる割り出し操作を行 う。
ブラシ 6 0 0， 6 0 0 · ·の排出が終わると、 次のワーク 4 0 0， 4 0 0 · ·の両面ポリッシングを開始する。
数回の両面ポリッシング作業が終了すると、 次の両面ポリッシングを 開始する前に、 ドレッサ収納部 1 8 0に収納されている複数のドレッサ 7 0 0 , 7 0 0 · ·カ^ 第 2ワーク搬送部 1 Ί 0により、 下側の回転定 盤 1 1 1上へ順次搬送される。 この搬送も、 ブラシ 6 0 0の搬送と同様 に行われ、 回転定盤 1 1 1は割り出し操作を行い、 ドレッサ収納部 1 9 0ではドレッサ 7 0 0の搬出ごとに支持台 1 9 1が 1ピッチずつ上昇し て、 最上段のドレッサ 7 0 0を搬出位置へ移動させる。
下側の回転定盤 1 1 1上へのドレッサ 7 0 0， 7 0 0 · ·の搬送が終 わると、 上側の回転定盤 1 1 2を下降させ、 上下の研磨布間にドレッサ 7 0 0 , 7 0 0 · ·を挟む。 この状態で、 回転定盤 1 1 1， 1 1 2を逆 方向に回転させつつ、 ドレッサ 7 0 0， 7 0 0 · ·に嚙み合うセンタギ ャ 1 1 3及び自転手段 1 1 4， 1 1 4 · ·を同期して回転駆動する。 こ れにより、 上下の研磨布がドレッサ 7 0 0， 7 0 0 · ·により面慣らし れ o
ドレッサ 7 0 0， 7 0 0 · 'による上下の研磨布の面慣らしが終わる と、 上側の回転定盤 1 1 2を上昇させ、 第 2ワーク搬送部 1 7 0により 、 下側の回転定盤 1 1 1上からドレツサ収納部 1 8 0へドレッサ 7 0 0 , 7 0 0 · ·を搬送する。 このドレッサ排出時にも、 下側の回転定盤 1 1を所定角度ずつ回転させる割り出し操作を行う。
ドレッサ 7 0 0， 7 0 0 · ·の排出が終わると、 ブラシ 6 0 0， 6 0 0 · ·による研磨布の清掃を行ってから、 次のワーク 4 0 0， 4 0 0 · •の両面ポリッシングを開始する。
このように、 両面研磨装置 1 0 0は、 ブラシ 6 0 0， 6 0 0 · ·を収 納するブラシ収納部 1 8 0及びそのブラシ 6 0 0， 6 0 0 · ·を下側の 回転定盤 1 1 1上へ搬送する第 2ワーク搬送部 1 7 0を備え、 研磨布の ブラシングを自動で行うことができるので、 1回のポリッシングごとと 言うような頻繁なブラシングが可能である。 従って、 ポリッシングの品 質を高めることができる。 しかも、 ブラシ 6 0 0 , 6 0 0 · ·を下側の 回転定盤 1 1 1上へ搬送する第 2 ワーク搬送部 1 7 0は、 ワーク 4 0 0 ， 4 0 0 · ·を回転定盤 1 1 1上へ搬送するものであり、 これらの搬送 を兼用するので、 装置構成が簡単である。
また、 両面研磨装置 1 0 0は、 ドレッサ 7 0 0， 7 0 0 · ·を収納す るドレツサ収納部 1 9 0及びそのドレッサ 7 0 0， 7 0 0 · ·を下側の 回転定盤 1 1 1上へ搬送する第 2 ワーク搬送部 1 7 0を備え、 研磨布の ドレツシングを自動で行うことができるので、 数回のポリッシングに 1 回と言うような頻繁なドレッシングが可能であり、 1回のポリッシング ごとのドレッシングさえも可能である。 従って、 ポリッシングの品質を より一層高めることができる。 しかも、 ドレッサ 7 0 0， 7 0 0 · .の 搬送を行う第 2ワーク搬送部 1 7 0は、 ワーク 4 0 0， 4 0 0 · ·を回 転定盤 1 1 1上へ搬送するものであり、 これらの搬送を兼用するので、 装置構成が簡単である。
なお、 上記実施形態では、 両面研磨装置 1 0 0は、 シリコンゥェ—ハ のポリッシングを行うものである力、 シリコンゥェ一ハのラッピングに も適用可能であり、 シリコンゥエーハ以外のポリッシングゃラッビング にも適用可能である。
次に、 両面研磨装置 1 0 Qにおける研磨装置本体の好ましい実施形態 を、 図 1 2〜図 1 4により説明する。
本実施形態の研磨装置本体 8 0 0は、 上述の両面研磨装置 1 Q Qに使 用された研磨装置本体 1 1 0である。 この研磨装置本体 8 0 0は、 図 1 2及び図 1 3に示すように、 下フレーム 8 1 0と、 その上に設けられた 上フレーム 8 2 0とを備えている。 下フレーム 8 1 0には下側の回転定 盤 8 3 0が取付けられており、 上フレーム 8 2 0には上側の回転定盤 8 4 0が下側の回転定盤 8 3 0上に位置して同心状に取付けられている。 下側の回転定盤 8 3 0は、 中心部に空洞を有する回転支持軸 8 3 1の 上にネジ止めされている。 回転支持軸 8 3 1は下フレーム 8 1 0に複数 の軸受により回転自在に取付けられ、 モータ 8 3 2により回転駆動され ることにより、 回転定盤 8 3 0を回転させる。 即ち、 モータ 8 3 2の出 力軸が減速機 8 3 3に連結され、 減速機 8 3 3の出力軸に取付けられた 歯車 8 3 4力 回転支持軸 8 3 1に取付けられた歯車 8 3 5に嚙み合う ことにより、 回転支持軸 8 3 1が回転して回転定盤 8 3 0を回転させる 。 回転定盤 8 3 0の上面には研磨パッ ド 8 3 9が貼り付けられている。 回転定盤 8 3 0の中心部上には、 センタ一ギヤ 8 5 0が回転定盤 8 3 0に対して独立に回転し得るように複数の軸受により支持されている。 センタ一ギヤ 8 5 0は、 回転支持軸 8 3 1の中心部に形成された空洞を 貫通する回転駆動軸 8 5 1により、 回転定盤 8 3 0とは独立して回転駆 動される。 即ち、 回転駆動軸 8 5 1の下端部に取付けられたプーリ 8 5 2と後述する減速機 8 8 1の主力軸に取付けられたプーリ 8 8 5がベル 卜 8 8 6によって連結されることで、 回転駆動軸 8 5 1が回転し、 セン ターギヤ 8 5 0を回転定盤 8 3 0に対して独立に回転駆動する。
回転定盤 8 3 0の周囲には、 複数の自転手段 8 6 0， 8 6 0 · ·が周 方向に等間隔で配設されている。 複数の自転手段 8 6 0， 8 6 0 · ·は 、 回転定盤 8 3 0の上に載置された複数のキヤリア 8 7 0， 8 7 0 · · をセンターギヤ 8 5 0と共同して定位置で回転駆動する。 各キヤリア 8
7 0には、 ゥエーハ 8 9 0を収容するワーク収容孔 8 7 1が中心から偏 心して設けられており、 その外周面にはセンタ一ギヤ 8 5 0に嚙み合う 歯部 8 7 2が設けられている。
各自転手段 8 6 0は、 対応するキヤリア 8 7 0の歯部 8 7 2に外側か ら対称的に嚙み合う一対の回転歯車 8 6 1 , 8 6 1を有する。 回転歯車
8 6 1， 8 6 1は、 回転軸方向に長い棒状の平歯車であって、 薄肉で樹 脂製からなる複数の平歯車を回転軸方向に積層することにより構成され 、 下フレーム 8 1 0に回転自在かつ昇降自在に取付けられている。 即ち 、 下フレーム 8 1 0には 2つのガイ ドスリーブ 8 6 2， 8 6 2が鉛直に 取付けられている。 各ガイ ドスリーブ 8 6 2内には軸体 8 6 3が周方向 及び軸方向に可動に貫通しており、 その上端部には回転歯車 8 6 1が取 付けられている。 軸体 8 6 3の下端部にはプーリ 8 6 5がスプライン結 合されている。
一対の軸体 8 6 3， 8 6 3は、 下フレーム 8 1 0に取付けられた昇降 装置としてのシリンダー 8 6 7により上下に駆動される。 これにより、 自転手段 8 6 0の回転歯車 8 6 1， 8 6 1は、 プーリ 8 6 5， 8 6 5を 定位置に残して軸方向に昇降駆動される。 また、 プーリ 8 6 5， 8 6 5 が後述する駆動機構によって回転駆動されることにより、 回転歯車 8 6 1， 8 6 1は同期して同方向に回転する。
自転手段 8 6 0の回転駆動機構は、 図 1 2及び図 1 4に示すように、 下フレーム 8 1 0に取付けられたモータ 8 8 0を使用する。 モータ 8 8 0の出力軸は減速機 8 8 1に接続されている。 減速機 8 8 1は、 上下に 突出する出力軸を有し、 上側の出力軸にはプーリ 8 8 2が取付けられて いる。 そして、 このプーリ 8 8 2と、 回転定盤 8 3 0の周囲に配設され た複数の自転手段 8 6 0， 8 6 0 · ·の各ブーリ 8 6 5， 8 6 5にベル ト 8 8 3が掛けられている。 従って、 モータ 8 8 0が作動することによ り、 回転定盤 8 3 0の周囲に配設された複数の自転手段 8 6 0， 8 6 0 • ·の各回転歯車 8 6 1 , 8 6 1は同期して同方向に回転する。 なお、 8 8 4は隣接する自転手段 8 6 0， 8 6 0の間に設けられたテンション 用のアイ ドルローラである。
—方、 減速機 8 8 1の下側の出力軸にはプーリ 8 8 5が取付けられて いる。 プーリ 8 8 5は、 前述したようにセンターギヤ 8 5 0の回転駆動 軸 8 5 1の下端部に取付けられたプーリ 8 5 2にベルト 8 8 6によって 連結されている。 従って、 モータ 8 8 0が作動することによりセンター ギヤ 8 5 0も回転する。 センターギヤ 8 5 0の回転方向及び周速度は、 複数の自転手段 8 6 0， 8 6 0 · ·の各回転歯車 8 6 1， 8 6 1の回転 方向及び周速度と同じに設定されている。
上側の回転定盤 8 4 0は、 図 1 2に示すように、 下側の回転定盤 8 3 0の上に同心状に設けられている。 回転定盤 8 4 0の下面には研磨パッ ド 8 4 9が貼り付けられている。 この回転定盤 8 4 0は、 鉛直な支持軸 8 4 1の下端部に連結されてい る。 支持軸 8 4 1は、 上フレーム 8 2 0内に複数の軸受を介して回転自 在に支持されており、 同じく上フレーム 8 2 0内に設けられたモータ 8 4 2の回転が減速機 8 4 3及び歯車 8 4 4， 8 4 5を介して支持軸 8 4 1に伝達されることにより、 回転定盤 8 4 0は下側の回転定盤 8 3 0と は独立に回転駆動される。 また、 図示されない昇降装置によって、 回転 定盤 8 4 0は上フレーム 8 2 0内でモータ 8 4 2及び減速機 8 4 3と共 に回転軸方向に昇降駆動される。
研磨装置本体 8 0 0の構成は以上の通りである。 以下、 この研磨装置 本体 8 0 0の使用方法及び動作について説明する。
上側の回転定盤 8 4 0を上昇させ、 自転手段 8 6 0の回転歯車 8 6 1 ， 8 6 1を定位置から下降させた状態で、 下側の回転定盤 8 3 0上に複 数のキヤリア 8 7 0， 8 7 0 · ·をセッ 卜する。 セッ 卜された各キヤリ ァ 8 7 0の歯部 8 7 2には、 内側からセンターギヤ 8 5 0が嚙み合い、 外側からは対応する自転手段 8 6 0の回転歯車 8 6 1， 8 6 1が嚙み合 うように回転歯車 8 6 1 , 8 6 1を定位置まで上昇させる。 そして、 各 キャリア 8 7 0のワーク収容孔 8 7 1にゥエーハ 8 9 0をセッ トする。 複数のキヤリア 8 7 0， 8 7 0 · ·の各ワーク収容孔 8 7 1にゥェ一 ハ 8 9 0がセッ 卜されると、 上側の回転定盤 8 4 0を下降させて、 複数 のゥェ一ハ 8 9 0， 8 9 0 · ·を回転定盤 8 3 0， 8 4 0間 （厳密には 研磨パッ ド 8 3 9， 8 4 9間） に所定の圧力で挟む。 そして、 回転定盤 8 3 0 , 8 4 0を逆方向に回転させるベく、 モータ 8 3 2， 8 4 2を作 動させる。 また、 これと同時にモータ 8 8 0を作動させる。
モータ 8 8 0が作動するとセンタ一ギヤ 8 5 0が回転する。 また、 下 側の回転定盤 8 3 0の周囲に配設された複数の自転手段 8 6 0 , 8 6 0 • ·においては、 一対の回転歯車 8 6 1， 8 6 1が回転する。 ここで、 センターギヤ 8 5 0は外側のキャリア 8 7 0に内側から嚙み合っており 、 一対の回転歯車 8 6 1， 8 6 1は内側のキヤリァ 8 7 0に外側の対称 2位置から嚙み合っている。 また、 センターギヤ 8 5 0の回転方向及び 周速度は、 回転歯車 8 6 1 , 8 6 1の回転方向及び周速度と同一である 。 従って、 回転定盤 8 3 0 , 8 4 0間のキャリア 8 7 0， 8 7 0 · 'は 定位置で同方向に自転し、 これにより、 キャリア 8 7 0， 8 7 0 · ·内 のゥエーハ 8 9 0， 8 9 0 · ·は偏心回転運動を行う。
かく して、 ゥエーハ 8 9 0， 8 9 0 · 'の両面が研磨パッ ド 8 3 9， 8 4 9により同時に研磨される。
また、 研磨中、 自転手段 8 6 0の回転歯車 8 6 1， 8 6 1がキャリア 8 7 0と嚙み合った状態のまま回転軸方向に緩やかな周期で昇降を繰り 返" 5 o
研磨が終了すると、 再度、 上側の回転定盤 8 4 0を上昇させ、 自転手 段 8 6 0の回転歯車 8 6 1 , 8 6 1を定位置から下降させる。 そして、 回転定盤 8 3 0上のキャリア 8 7 0， 8 7 0 · ·からゥエーハ 8 9 0， 8 9 0 · ·を取り出す。
このような両面研磨によると、 キャリア 8 7 0， 8 7 0 · ·が定位置 で同方向に自転し、 センターギヤ 8 5 0の周囲を公転することがない。 従って、 公転に使用されるインタ一ナルギヤが不要であり、 インタ一ナ ルギヤの製作誤差等による研磨精度の低下がないため、 キャリア 8 7 0 ， 8 7 0 · ·の直径が大きくなる大型装置では、 従来装置と同等或いは それ以上の研磨精度が確保される。
定盤外径に匹敵するような大きなィンターナルギヤが省略され、 その 駆動機構も合わせて省略されるため、 自転手段 8 6 0， 8 6 0 · ·の付 加を考慮しても装置が小型化され、 そのコストダウンが図られる。 各自転手段 8 6 0では、 回転歯車 8 6 1 , 8 6 1が榭脂により構成さ れているので、 キャリア 8 7 0との嚙み合いによっても金属粉を生じな い。 このため、 金属粉によるゥエーハ 8 9 0の汚染が防止される。 ちな みに、 キャリア 8 7 0も樹脂製である。 また、 金属製のものと比べて製 作コス卜が安価である。 自身の磨耗が懸念されるが、 研磨中、 昇降を繰 り返すので、 キャリア 8 7 0との嚙み合いによる局部磨耗が抑制され、 且つ磨耗部分は、 部分的な交換により修復されるので、 磨耗によるコス ト增は可及的に抑制される。 回転歯車 8 6 1 , 8 6 1の昇降は、 キヤリ ァ 8 7 0， 8 7 0 · ·のセッ 卜及び取り外しの操作を簡単にする。 更に、 上記実施形態では、 複数の自転手段 8 6 0， 8 6 0 · ·が共通 の駆動源 （モータ 8 8 0 ) により駆動され、 その駆動源はセンタ一ギヤ 8 5 0の駆動源も兼ねるため、 これらの同期精度が高く、 小型化も図ら れる。
—方、 回転定盤 8 3 0， 8 4 0は、 センタ一ギヤ 8 5 0及び自転手段 8 6 0， 8 6 0 · ·に対して独立駆動されるが、 これはそれぞれの回転 速度を自在に変更でき、 研磨条件を広範囲に設定できる利点がある。 本 発明ではキヤリア 8 7 0， 8 7 0 · ·の公転がなく、 その運動が単純で あるため、 回転定盤 8 3 0， 8 4 0の独立駆動により研磨条件を広範囲 に設定できることは大きな意味をもつ。 この点から回転定盤 8 3 0， 8 4 0をモータ 8 3 2， 8 4 2で別々に駆動することは一層有利である。 研磨装置本体 8 0 0における別のキャリア駆動機構を、 図 1 5及び図 1 6により説明する。
このキヤリア駆動機構は、 上述したキヤリア駆動機構と比較して自転 手段 8 6 0が相違する。 即ち、 ここにおける自転手段 8 6 0では、 回転 歯車 8 6 1は 1個であって、 センターギヤ 8 5 0の中心とキヤリア 8 7 0の中心を結ぶ直線上に配置されている。 即ち、 この自転手段 8 6 0で は、 センタ一ギヤ 8 5 0にその中心を挟む 2位置からセンタ一ギヤ 8 5 0と回転歯車 8 6 1が嚙み合う。 そして、 センターギヤ 8 5 0と回転歯 車 8 6 1が同じ方向へ同じ周速度で回転することにより、 キャリア 8 7 0が定位置で自転する。
なお、 キャリア 8 7 0は 5枚とされている力 その枚数は限定されな い。 従って、 自転手段 8 6 0の設置数も限定されない。 またベルトはチ エーンに代えることができる。
研磨装置本体 8 0 0における更に別のキャリア駆動機構を、 図 1 7〜 図 1 9により説明する。
各自転手段 8 6 0は、 対応するキャリア 8 7 0の歯部 8 7 2に外側か ら嚙み合う樹脂製のウォームギヤ 8 6 4を有する。 ウォームギヤ 8 6 4 は、 下フレーム 8 1 0内に回転自在に水平支持され、 センターギヤ 8 5 0の中心とキヤリア 8 7 0の中心を結ぶ直線上でキヤリア 8 7 0に外側 から嚙み合う。 ウォームギヤ 8 6 4にはハスバ歯車 8 6 8， 8 6 8を介 して鉛直な駆動軸 8 6 9が連結されており、 駆動軸 8 6 9に取付けられ たプーリ 8 6 5が前述の駆動機構によって回転駆動されることにより、 各自転手段 8 6 0のウォームギヤ 8 6 4は同期して同方向に回転する。 下側の回転定盤 8 3 0の周囲に配設された複数の自転手段 8 6 0 , 8 6 0 · ·において、 ウォームギヤ 8 6 4が回転すると、 回転定盤 8 3 0 ， 8 4 0間のキャリア 8 7 0， 8 7 0 · ·が定位置で同方向に自転し、 キャリア 8 7 0， 8 7 0 · ·内のゥェーハ 8 9 0， 8 9 0 · ·が偏心回 転運動を行う。 これにより、 ゥェ一ハ 8 9 0， 8 9 0 · ·の両面が研磨 パッ ド 8 3 9， 8 4 9により同時にポリッシングされる。
このような両面研磨によると、 キャリア 8 7 0， 8 7 0 · ·が定位置 で同方向に自転し、 セン夕一ギヤ 8 5 0の周囲を公転することがない。 従って、 公転に使用されるインタ一ナルギヤが不要であり、 インタ一ナ ルギヤの製作誤差等による研磨精度の低下がないため、 キャリア 8 7 0 , 8 7 0 · ·の直径が大きくなる大型装置では、 従来装置と同等或いは それ以上の研磨精度が確保される。
定盤外径に匹敵するような大きなィンタ一ナルギヤが省略され、 その 駆動機構も合わせて省略されるため、 自転手段 8 6 0， 8 6 0 · ·の付 加を考慮しても装置が小型化され、 そのコストダウンが図られる。 各自転手段 8 6 0においては、 ウォームギヤ 8 6 4が樹脂により構成 されているので、 キャリア 8 7 0との嚙み合いによっても金属粉を生じ ない。 このため、 金属粉によるゥエーハ 8 9 0の汚染が防止される。 ち なみに、 キャリア 8 7 0も樹脂製であるつ また、 金属製のものと比べて 製作コストが安価である。 自身の磨耗が懸念されるが、 キャリア 8 7 0 との接触長が長いので、 キャリア 8 7 0との嚙み合いによる磨耗が抑制 され、 その交換頻度が低下する。 この効果は、 図 1 9 ( b ) に示す鼓型 のウォームギヤの使用により一層増強される。
なお、 ウォームギヤ 8 6 4は、 ゥェ一ハ 8 7 0との嚙み合い位置に固 定されているが、 回転軸に直角な方向に移動可能とすることにより、 キ ャリア 8 7 0のセッ 卜及び取り外しの操作が簡単になる。 また、 キヤリ ァ 8 7 0は 5枚とされているが、 その枚数は限定されない。 従って、 自 転手段 8 6 0の設置数も限定されない。 またベルトはチヱーンに代える ことができる。
これまで述べた研磨装置本体は、 上下の回転定盤間の定位置でキヤリ ァの自転のみを行うものである力 自転と公転を組み合わせた遊星歯車 方式であってもよい。
研磨装置本体の他の実施形態を、 図 2 0及び図 2 1により説明する。 本実施形態の研磨装置本体 9 0 0は、 上下の回転定盤間でゥエー八に 遊星運動をさせる方式である。 この研磨装置本体 9 0 0は、 水平に支持 された環状の下定盤 9 0 1と、 下定盤 9 0 1に上方から対向する環状の 上定盤 9 0 2と、 上下の定盤 9 0 1 , 9 0 2間に配置される複数 （通常 3又は 5 ) のキャリア 9 0 3， 9 0 3 , 9 0 3とを備えている。
下定盤 9 0 1は、 中心部に貫通孔を有しない円盤である。 この下定盤 9 0 1は、 回転軸 9 1 6の上に同心状に取り付けられている。 下定盤 9 0 1の中心部上には、 太陽ギヤ 9 0 7がボルト止めにより固着されてい る。 一方、 下定盤 9 0 2の下方には、 下定盤 1の周囲に排出される砥液 を受けるために、 環状の排液パン 9 1 5が設けられている。 なお、 上定 盤 9 0 2は図示されない駆動機構により、 下定盤 9 0 1に対して独立に 駆動される。
複数のキャリア 9 0 3， 9 0 3 , 9 0 3は、 下定盤 9 0 1上の周方向 等間隔位置に回転自在に支持されている。 各キャリア 9 0 3は、 環状の 下定盤 9 0 1の内側に設けられた太陽ギヤ 9 0 7と外側に設けられたリ ング状のインナギヤ 9 0 8とに嚙み合ういわゆる遊星歯車であり、 且つ 、 キャリア 9 0 3の中心から偏心した位置にゥエーハ 9 1 0を保持する ようになつている。
ゥェ一ハ 9 1 0の両面研磨を行うには、 上定盤 9 0 2を上昇させた状 態で各キヤリア 9 0 3にゥエーハ 9 1 0をセッ 卜する。 次いで、 下定盤 9 0 1及び太陽ギヤ 9 0 7を低速回転させ、 上定盤 9 0 2を下降させる 。 上定盤 9 0 2に設けられたピンと太陽ギヤ 9 0 7の上面に設けられた ガイ ドが嚙み合うことにより、 上定盤 9 0 2が回転を開始する。 そして 、 上下の定盤 9 0 1 , 9 0 2の対向面に貼り付けられた研磨パッ ド 9 0 9 , 9 0 9の間に各ゥェ一ハ 9 1 0を所定の圧力で挟み、 所定の回転数 に調整することにより、 研磨が始まる。
各キヤリア 9 0 3は回転する上下の定盤 9 0 1 , 9 0 2間で自転しつ つ公転する遊星運動を行い、 その結果、 各キャリア 9 0 3に偏心保持さ れたゥェ一ハ 9 1 0は、 研磨パッ ド 9 0 9， 9 0 9間で偏心した自転運 動及び公転運動を行い、 この運動の組み合わせにより、 両面が均一に研 磨されることになる。
このとき、 上下の定盤 9 0 1， 9 0 2間には、 上定盤 9 0 2とキヤリ ァ 9 0 3の回転数差による負圧を利用して砥液が供給される。 この砥液 の供給系統は、 上定盤 9 0 2の支持部材 9 0 6に環状の砥液パン 9 1 1 が取り付けられ、 このパン内の砥液が、 上定盤 9 0 2とキャリア 9 0 3 の回転数差による負圧により、 上定盤 9 0 2内に形成された砥液供給路 9 1 2を通って定盤 9 0 1 , 9 0 2間に供給される構成となっている。 ゥエーハ 9 1 0の両面研磨を行うとき、 上定盤 9 0 2とキャリア 9 0 3の回転数差による負圧により、 砥液パン 9 1 1内の砥液が上定盤 9 0 2内に形成された砥液供給路 9 1 2を通って定盤 9 0 1， 9 0 2間に供 給される。 このとき、 上下の定盤 9 0 1 , 9 0 2間に供給される砥液は 、 下定盤 9 0 1の中心部上にネジ止めされた太陽ギヤ 9 0 7にせき止め られることにより、 中心側への排出はなく、 全てが外周側へのみ流動し て、 排液パン 9 1 5へ流れ込む。 このため、 上下の定盤 9 0 1， 9 0 2 間に供給された砥液が中心側及び外周側の両方向へ排出される場合と比 ベて、 その砥液の滞留時間が長くなり、 その利用率が向上する。 また、 下定盤 9 0 1を回転駆動する回転軸 9 1 6が砥液によって汚れる危険性 がない。 更に、 砥液の一部を、 上定盤 9 0 2を経由せずに中心部に集中 的に供給することができる。
キャリア 9 0 3 , 9 0 3 , 9 0 3の遊星運動については、 下定盤 9 0 1の回転と共に太陽ギヤ 9 0 7が回転するので、 太陽ギヤ 9 0 7の独立 した回転制御は不可能なもものの、 その遊星運動は可能である。 しかも 、 インナギヤ 9 0 8は依然として独立した回転制御が可能であり、 更に は複数のキャリア 9 0 3， 9 0 3， 9 0 3を同期して周回させることも 可能であるので、 キャリア 9 0 3ひいてはゥエーハ 9 1 0の多種多様な 条件の遊星運動も可能である。
即ち、 従来は、 上下の定盤 9 0 1 , 9 0 2間で複数のキャリア 9 0 3 , 9 0 3 , 9 0 3に遊星運動を行わせるために、 下定盤 9 0 1を環状体 として、 その内側に太陽ギヤ 9 0 7及びその駆動軸を設け、 外側にリン グ状のインナギヤ 9 0 8を設けた構造になっており、 この構造のために 、 下定盤 9 0 1と太陽ギヤ 9 0 7の間、 及び下定盤 9 0 1とインナギヤ 9 0 8の間には、 ギヤップが存在する。
定盤 9 0 1， 9 0 2の回転数差による負圧を利用して定盤 9 0 1， 9 0 2間に供給された砥液は、 ィンナギヤ 9 0 8の側のギヤップから直接 排液パン 9 1 5に排出されるだけでなく、 太陽ギヤ 9 0 7の側のギヤッ プから排液路 9 1 4を通って排液パン 9 1 5に排出される。 つまり、 定 盤 9 0 1， 9 0 2間に供給された砥液は中心側及び周辺側の両方向に排 出される。 このため、 砥液は定盤 9 0 1 , 9 0 2間に十分に滞留せず、 一部は研磨に使用されないまま排液系統に向かい、 その利用率を低下さ せるという問題があった。
また、 太陽ギヤ 9 0 7の側のギャップに流れ込む砥液は、 装置中心部 に集中する下定盤 9 0 1や太陽ギヤ 9 0 7の駆動部に流入し、 その駆動 部のシャフ卜やべァリングを汚染する原因になっていた。
しかるに、 本実施形態の研磨装置本体 9 0 0では、 上下の回転定盤 9 0 1 , 9 0 2間でキヤリア 9 0 3に遊星運動を行わせる太陽ギヤ 9 0 7 を下側の回転定盤 9 0 1に一体化したことにより、 上下の回転定盤 9 0 1， 9 0 2間に供給される砥液が外周側へのみ排出されるようになるの で、 その砥液の利用率を高めることができる。 また、 上下の回転定盤 9 0 1， 9 0 2間に供給される砥液の中心側への排出がなくなるので、 中 心部に集中する駆動部の砥液による汚れを防止することができる。 研磨装置本体の更に他の実施形態を、 図 2 2及び図 2 3により説明す る。
本実施形態の研磨装置本体は、 図 2 0及び図 2 1に示した研磨装置本 体 9 0 0と比較して、 キャリア 9 0 3が相違する。 他の構成は、 図 2 0 及び図 2 1に示した研磨装置本体と実質的に同一であるので、 詳しい説 明を省略する。
本実施形態の研磨装置本体に使用されるキャリア 9 0 3は、 図 2 2に 示すように、 太陽ギヤ及びインナギヤと嚙み合う歯部 9 0 3 aが外周面 に形成された円板状の遊星歯車である。 このキャリア 9 0 3には、 シリ コンの単結晶ロッ ドから採取されたゥェ一ハ 9 1 0が嵌合するホール 9 1 7が偏心して形成されている。
ゥェ一ハ 9 1 0の外周面には、 結晶方位を示す Vノッチと呼ばれる切 り欠き部 9 1 0 aが形成されている。 そして、 ホール 9 1 7に面するキ ャリア 9 0 3の内周面には、 この切り欠き部 9 1 0 aが嵌合する V形状 の凸部 9 0 3 bが設けられている。
結晶方位を示す切り欠き部 9 1 0 aが半月状のオリエンテーションフ ラッ 卜の場合は、 図 2 3に示すように、 キャリア 9 0 3の内周面に形成 される凸部 9 0 3 bも、 このォリエンテーションフラッ 卜に対応する半 月状となる。
このようなキヤリア 9 0 3を使用すれば、 キャリア 9 0 3のホール 9 1 7内に保持されたゥエーハ 9 1 0は、 キャリア 9 0 3との相対回転を 生じず、 いかなる場合もキヤリア 9 0 3と一体となって回転する。 この ため、 ゥェ一ハ 9 1 0の空転現象による周縁部の磨耗及びこれによるダ メージが回避され、 デバイス形成時にスリップゃディスロケーション等 の結晶欠陥を生じる危険性が排除される。
また、 キャリア 9 0 3の内周面の磨耗が抑制され、 その材質がガラス 繊維で強化された樹脂の場合も、 樹脂中のガラスが内周面から露出しな 69597
くなり、 この点からもゥエーハ 9 1 0の損傷が防止される。
キャリア 9 0 3の内周面に摩擦抵抗の小さい樹脂をコーティングした 場合は、 研磨に伴ってキヤリア 9 0 3とゥェ一ハ 9 1 0の当たり面が変 化することによるキヤリア 9 0 3の内周面磨耗も防止される。
即ち、 上下の定盤 9 0 1， 9 0 2間でゥエーハ 9 1 0に遊星運動をさ せる方式の研磨装置本体では、 ゥェ一ハ 9 1 0はキヤリア 9 0 3と一体 で運動することが必要であり、 このために、 キャリア 9 0 3のホール 9 1 7内に保持されたゥェ一ハ 9 1 0が空転しないように、 ホール 9 1 7 の直径等が設計されている。
しかし、 実際の研磨作業では、 研磨パッ ドの微小な突起やキヤリア 9 0 3の内周面の磨耗、 更には砥液供給のアンバランス等が原因となって 、 ゥエーハ 9 1 0がキャリア 9 0 3と一体に回転せず、 自分自身で回転 することがある。 このゥエーハ 9 1 0の空転現象が続くと、 ゥェ一ハ 9 1 0の周縁部が磨耗しダメージを受けることにより、 デバイス形成時に スリ ップゃディスロケ一ション等の結晶欠陥の原因をつくる危険性が生 し 。
また、 キャリア 9 0 3の方も内周面の磨耗が促進される結果となり、 その材質がガラス繊維等で強化された樹脂の場合は、 樹脂中のガラスが 内周面から露出することにより、 ゥェ一ハ 9 1 0の損傷を助長する結果 にもなる。
しかるに、 キャリア 9 0 3の内周面に、 ゥェ一ハ 9 1 0の外周面に形 成された切り欠き部 9 1 0 aに嵌合する凸部 9 0 3 bを設けることによ り、 キャリア 9 0 3内でのゥエー八 9 1 0の空転現象が完全に防止され る。 このため、 ゥエーハ 9 1 0の周縁部が保護され、 ゥエーハ 9 1 0の 品質及び歩留りが向上する。 また、 キャリア 9 0 3の内周面の磨耗が抑 制されることにより、 その耐久性が向上する。 次に、 両面研磨装置 1 0 0におけるゥェ一ハ移載装置の好ましい実施 形態を、 図 2 4により説明する。
本実施形態のゥェ—ハ移載装置 1 0 4 0は、 両面研磨装置 1 0 0の第 2ワーク搬送部 1 7 0に使用される。 このゥェ一ハ移載装置 1 0 4 0は 、 図示されない駆動機構により X， Z , 0の 3方向に駆動される水平な ロボッ トアーム 1 0 4 1と、 ロボッ 卜アーム 1 0 4 1の先端部に水平に 取り付けられた外周部環状吸着型のチャック 1 0 4 4とを備えている。 外周部環状吸着型のチヤック 1 0 4 4は、 ゥエー八 1 0 0 1と同じ外 径の円盤からなる。 このチャック 1 0 4 4は、 その下面の周縁部のみが ゥェ一ハ 1 0 0 1の上面に接触するように、 下面の周縁部が下方へ環状 に突出した力ップ形状であり、 その環状の突出部 1 0 4 4 aの下面には 、 ゥェ一ハ 1 0 0 1を吸着するために、 複数の吸引口 1 0 4 4 bが周方 向に所定の間隔で設けられている。 そして複数の吸引口 1 0 4 4 bは、 真空配管 1 0 4 5を介して図示されない吸引装置に接続されている。
このゥェ一ハ移載装置 1 0 4 0は次のように使用される。
まず、 移載すべきゥェ一ハ 1 0 0 1の上方に、 チャック 1 0 4 4を誘 導する。 次いでチヤック 1 0 4 4を下降させて、 その突出部 1 0 4 4 a の下面をゥェ一ハ 1 0 0 1の周縁部上面に接触させる。 この状態で複数 の吸引口 1 0 4 4 bから吸引を行うことにより、 ゥェ一ハ 1 0 0 1の周 縁部上面が全周にわたってチャック 1 0 4 4に吸着される。 そして、 こ の状態でチャック 1 0 4 4を移動させ、 目標位置にゥェ一ハ 1 0 0 1を 降ろした状態で吸引を停止する。 これにより、 ロード側の受け渡しステ 一ジに載置された研磨前のゥェ一ハ 1 0 0 1が両面研磨装置のキャリア に移載される。
また、 両面研磨装置のキャリアにセッ 卜された研磨後のゥェ一ハ 1 0 0 1をアンロード側の受け渡しステージに移載するゥエーハ移載装置と しての使用も可能である。
このゥエーハ移載装置 1 0 4 0によると、 チャック 1 0 4 4によって ゥェ一ハ 1 0 0 1の上面が吸着されるが、 その吸着接触部が周縁部に限 定される。 この周縁部は、 通常はデバイス形成領域外とされるので、 ハ ンドリング時の接触については許容される。 従って、 デバイス形成の際 の影響も軽微である。
ゥエーハ 1 0 0 1の下面に接触する突出部 1 0 4 4 aの幅は、 デバイ ス形成領域外の 3〜 5 m mが好ましい。 この幅が小さすぎるとゥエーハ 1 0 0 1の保持性、 安定性が低下する。 この幅が大きすぎると、 ゥェ一 ハ 1 0 0 1の有効部分における汚染やダメージが問題になる。
ゥエーハ移載装置の別の実施形態を、 図 2 5により説明する。
本実施形態のゥエーハ移載装置 1 0 3 0は、 両面研磨装置 1 0 0の第 1ワーク搬送部 1 2 0に使用される。 このゥェ一ハ移載装置 1 0 3 0は 、 図示されない駆動機構により X， Z , Θの 3方向に駆動される水平な ロボッ トアーム 1 0 3 1と、 ロボッ 卜アーム 1 0 3 1の先端部に水平に 取り付けられた外周部弧状吸着型のチヤック 1 0 3 4とを備えている。 外周部弧状吸着型のチヤック 1 0 3 4は、 ゥエーハ 1 0 0 1の外周面 形状に対応した円弧状である。 この円弧状のチャック 1 0 3 4は、 ゥェ —ハ 1 0 0 1の周縁部の下面に接触する円弧状の水平面 1 0 3 4 aと、 同周縁部の外周面に当接する円弧状の垂直面 1 0 3 4 bとを有し、 円弧 状の水平面 1 0 3 4 aには、 ゥェ一ハ 1 0 0 1を吸着するために、 複数 の吸引口 1 0 3 4 cが周方向に所定の間隔、 より具体的には水平面 1 0 3 4 aの全体に分散して設けられている。 そして複数の吸引口 1 0 3 4 cは、 真空配管 1 0 3 5を介して図示されない吸引装置に接続されてい このゥェ一ハ移載装置 1 0 3 0は次のように使用される。 まず、 移載すべきゥェ一ハ 1 0 0 1の周縁部下方に、 チャック 1 0 3 4を誘導する。 次いでチャック 1 0 3 4を上昇させて、 その円弧状の水 平面 1 0 3 4 aをゥエーハ 1 0 0 1の周縁部下面に接触させると共に、 円弧状の垂直面 1 0 3 4 bを同周縁部の外周面に当接させる。 この状態 で複数の吸引口 1 0 3 4 cから吸引を行うことにより、 ゥエーハ 1 0 0 1の周縁部下面が周方向の一部で部分的にチヤック 1 0 3 4に吸着され る。 そして、 この状態でチャック 1 0 3 4を移動させ、 目標位置にゥェ 一八 1 0 0 1を降ろした状態で吸引を停止する。 これにより、 バスケッ 卜に収容された研磨前のゥェ一ハ 1 0 0 1が受け渡しステージに移載さ れる。
また、 アンロード側の受け渡しステージに載置された研磨後のゥエー ノヽ 1 0 0 1をアンロー ド側のバスケッ トに移載するゥエーハ移載装置と しての使用も可能である。
このゥェ一ハ移載装置 1 0 3 0によると、 チャック 1 0 3 4によって ゥエーハ 1 0 0 1が下面側から吸着保持されるが、 その吸着接触部がゥ エーハ 1 0 0 1の周縁部に限定される。 このゥエーハ周縁部は、 通常は デバイス形成の対象外となる領域であるので、 ハンドリング時の接触に ついては許容される。 従って、 デバイス形成の際の影響も軽微である。
ゥエーハ 1 0 0 1の下面に接触する水平面 1 0 3 4 aの幅はデバイス 形成領域外の 3〜 5 m mが好ましい。 この幅が小さすぎるとゥエーハ 1 0 0 1の保持性、 安定性が低下する。 この幅が大きすぎると、 ゥエーハ 1 0 0 1の有効部分における汚染やダメージが問題になる。 また、 水平 面 3 4 aの周方向の長さは、 中心角で表して 1 0 0〜 1 5 0 ° が好まし い。 これが小さすぎるとゥェ一ハ 1 0 0 1の保持性、 安定性が低下し、 逆に大きすぎる場合はバスケッ 卜へのゥェ一ハ 1 0 0 1の装脱着ができ なくなる。 ゥエーハの両面研磨では、 付帯設備であるゥェ—ハ移載装置として、 従来より、 バスケッ 卜と受け渡しステージの間に設けられてバスケッ ト から受け渡しステージへのゥエーハ搬送を行う下面吸着式のゥエーハ移 載装置と、 受け渡しステージと研磨装置本体の間に設けられて、 受け渡 しステージから研磨装置本体へのゥェ一ハ搬送を行う上面吸着式のゥェ 一八移載装置とが使用されている。
バスケッ ト側に位置する下面吸着式のゥエーハ移載装置は、 バスケッ トに対してゥェ一ハの授受を行うために不可欠のものであるが、 舌伏吸 着型チヤックがゥエーハ下面の中央部から外周部にかけて直接接触する ために、 ゥェ一八の下面が汚染されたりダメージを受ける危険性がある 。 これは、 下面にも上面に匹敵する精密度及びクリーン度等が要求され る両面研磨では問題になる。
研磨装置本体の側に位置する上面吸着式のゥエーハ移載装置は、 研磨 装置本体のキヤリァ内にゥエーハをセッ 卜したり、 研磨後のゥェ一ハを キャリアから取り出すのに不可欠なものであるが、 円盤状の全面吸着型 チヤックがゥエーハの上面全体に直接接触するために、 その上面が汚染 されたりダメージを受ける危険性がある。 そして両面研磨では、 これも 問題になることは言うまでもない。
しかるに、 本実施形態のゥエーハ移載装置 1 0 3 0， 1 0 4 0は、 吸 着式のチャック 1 0 3 4， 1 0 4 4をゥエーハ 1 0 0 1の表面に面接触 させるので、 そのゥェ一ハ 1 0 0 1を確実に保持することができるのは 勿論のこと、 面接触部をゥエーハ 1 0 0 1の周縁部に限定したので、 両 面研磨においても、 デバイス形成の際にハンドリングによる影響を軽微 なものにすることができる。 従って、 両面研磨を必要とする大径のゥェ 一八においても、 歩留りよくデバイス形成を行うことができる。 産業上の利用可能性
以上に説明した通り、 本発明の第 1の両面研磨方法及び装置は、 下定 盤上へワークを供給する前に、 該ワークをキヤリアと分離自在な合体状 態に組み合わせてから、 該ワークをキヤリアと合体状態のまま下定盤上 に供給することにより、 1 2インチのシリコンゥェ一ハの場合も、 その 合体操作を確実に行うことができる。 従って、 作業員による監視及び手 直しが不要になり、 下定盤上へのワークの完全自動供給が可能になるこ とにより、 1 2ィンチのシリコンゥェ一ハの場合も、 完全自動の両面研 磨が可能になり、 その研磨コス卜が大きく低減される。
本発明の第 2の両面研磨方法及び装置は、 両面研磨終了後の回転定盤 の分離の際に、 回転定盤間のワークを、 上側からの液体噴射及び Z又は 下側への吸引という流体圧により、 下側の回転定盤の側に確実に保持す る。 これにより、 そのワークの自動排出を可能にする。 しかも、 ワーク の機械的なダメ一ジ及び乾燥を防止し、 両面研磨ヮークの仕上がり品質 を向上させる。
このように、 本発明の第 2の両面研磨方法及び装置は、 高品質な両面 研磨を低コストで実施できるので、 シリコンゥエーハ、 とりわけ高い仕 上がり品質が要求される 1 2インチウエー八のポリッシングに特に適す る o
本発明の第 3の両面研磨装置は、 複数のキヤリァに代えて上下の回転 定盤間に配置され、 キヤリアと同様に上下の回転定盤間で少なくとも自 転することにより、 上下の回転定盤の対向面に装着された研磨布を処理 する複数の処理体を収納する収納部と、 収納部から上下の回転定盤間に 複数の処理体を供給し、 使用後の処理体を上下の回転定盤間から排出す る搬送部とを具備し、 研磨布の機械的処理を行うブラシゃドレッサにつ いても自動供給及び自動排出を行うので、 頻繁なブラッシングゃドレツ シングを併用した高品質な両面研磨を、 能率的かつ経済的に行うことが できる。
従って、 本発明の第 3の両面研磨装置によれば、 1 2インチのシリコ ンゥエーハの場合も、 完全自動による能率的、 経済的な両面研磨が可能 になり、 その研磨コストが大きく低減される。
また、 或る研磨装置本体によれば、 一対の回転定盤間で複数のキヤリ ァを定位置に保持して自転させることにより、 複数枚のワークを同時に 両面研磨する。 これにより、 ワークの大型化に対応したり同時に研磨さ れるワーク数の増加に対応する場合にも、 大型で高精度なィンターナル ギヤが不要となり、 構造が簡単になるため、 装置の製作コス卜を抑制で きる。 また、 インターナルギヤを省略しても、 その省略により精度低下 要因が取り除かれることにより、 高い研磨精度を確保できる。 更に、 複 数のキヤリァを定位置に保持して自転させるための回転歯車やウォーム ギヤに樹脂の使用が可能になることにより、 金属粉によるワーク汚染を 回避できる。 更に又、 その回転歯車に工夫を講じることにより、 歯車コ ストを低減できる。 ウォームギヤについては、 樹脂化した場合も磨耗を 抑制でき、 ギヤコストを低減できる。 従って、 大型ワークを安価な装置 で高精度に、 しかも汚染の危険なく多数枚同時に能率よく研磨すること が可能となる。
また、 別の研磨装置本体によれば、 上下の回転定盤間でキヤリァに遊 星運動を行わせる太陽ギヤを下側の回転定盤に一体化したことにより、 上下の回転定盤間に供給される砥液が外周側へのみ排出されるようにな るので、 その砥液の利用率を高めることができる。 また、 上下の回転定 盤間に供給される砥液の中心側への排出がなくなるので、 中心部に集中 する駆動部の砥液による汚れを防止することができる。
更に別の研磨装置本体によれば、 キャリアの内周面に、 ゥェ一ハの外 周面に形成された切り欠き部に嵌合する凸部を設けることにより、 キヤ リァ内に保持されたゥエー八が複雑な遊星運動を行うにもかかわらず、 キャリア内でのゥエーハの空転現象が完全に防止される。 このため、 ゥ ェ一ハ周縁部が保護きれ、 ゥェ一八の品質及び歩留りが向上する。 また 、 キャリア内周面の磨耗が抑制されることにより、 その耐久性が向上す る o
また、 別の両面研磨装置によれば、 吸着式のチャックをゥェ—ハの表 面に面接触させるので、 そのゥェ一ハを確実に保持することができる。 しかも、 面接触部をゥエーハの周縁部に限定したので、 両面研磨におい ても、 デバイス形成の際にハンドリングによる影響を軽微なものにする ことができる。 従って、 両面研磨を必要とする大径のゥェ一ハにおいて も、 歩留りよくデバイス形成を行うことができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 研磨すべきワークを保持する複数のキャリアを、 上下の回転定盤間 で少なくとも自転させることにより、 複数のキヤリアに保持された複数 のワークを同時に両面研磨する両面研磨方法において、 下定盤上にヮー クを供給する前に該ワークをキヤリアと合体させる工程と、 キヤリアと 合体されたワークを合体状態のまま下定盤上に供給する工程とを含む両 面研磨方法。
2 . 研磨後のワークをキヤリアと別に、 又はキヤリアと合体状態のまま 下定盤上から排出する請求の範囲第 1項に記載の両面研磨方法。
3 . キャリアと合体されたワークを下定盤上に供給する際に、 その供給 を定位置に行うべく、 下定盤を所定角度ずつ回転させる割り出し操作を 行う請求の範囲第 1項に記載の両面研磨方法。
4 . 下定盤の割り出し操作を行う際に、 既に下定盤上に載置されている キャリアの下定盤に対する相対運動が生じないように、 その割り出し操 作を行う請求の範囲第 3項に記載の両面研磨方法。
5 . 研磨すべきワークを保持する複数のキャリアを、 上下の回転定盤間 で少なくとも自転させることにより、 複数のキャリアに保持された複数 のワークを同時に両面研磨する研磨装置本体と、 研磨装置本体の外側で ワークをキャリアに合体させる合体機構と、 研磨装置本体の外側でキヤ リアと合体されたワークを合体状態のまま下定盤上に供給する供給機構 とを具備する両面研磨装置。
6 . 前記供袷機構は、 下定盤上で研磨を終えたワークをキャリアと合体 状態のまま研磨装置本体の外側に排出する排出機構を兼ねる請求の範囲 第 5項に記載の両面研磨装置。
7 . 前記合体機構は、 キャリアを位置合わせする第 1の位置合わせ機構 と、 ワークをキヤリアと合体させる前に位置合わせする第 2の位置合わ せ機構と、 位置合わせされたワークを位置合わせされたキヤリァ内に搬 送する搬送機構とを有する請求の範囲第 5項に記載の両面研磨装置。
8 . 研磨すべきワークを保持する複数のキャリアを、 上下の回転定盤間 で少なくとも自転させることにより、 複数のキャリアに保持された複数 のワークを同時に両面研磨する両面研磨方法において、 上側の回転定盤 及び Z又は下側の回転定盤に、 定盤表面に開口する複数の流体ノズルを 回転定盤間の複数のワークに対向するように設け、 上下の回転定盤間で 両面研磨を終えた後、 上下の回転定盤を離反させる際に、 上側の流体ノ ズルからの液体噴射及び Z又は下側の流体ノズルによる吸引により、 複 数のワークを下側の回転定盤上に保持することを特徴とする両面研磨方 法。
9 . 複数の流体ノズルを少なくとも上側の回転定盤に設け、 上下の回転 定盤を離反させる際に、 上側の回転定盤に設けられた流体ノズルから液 体を噴射する請求の範囲第 8項に記載の両面研磨方法。
1 0 . 研磨すべきワークを保持する複数のキャリアを、 上下の回転定盤 間で少なくとも自転させることにより、 複数のキヤリアに保持された複 数のワークを同時に両面研磨する研磨装置本体を備えており、上側の回 転定盤及び/又は下側の回転定盤に、 定盤表面に開口する複数の流体ノ ズルを回転定盤間の複数のワークに対向するように設け、 上側の回転定 盤に設けられた複数の流体ノズルについては液体供給機構と接続し、 下 側の回転定盤に設けられた複数の流体ノズルについては吸引機構と接続 した両面研磨装置。
1 1 . 複数の流体ノズルを少なくとも上側の回転定盤に設け、 その流体 ノズルを液体供給機構と接続した請求の範囲第 1 0項に記載の両面研磨
1 2 . 研磨すべきワークを保持する複数のキャ リアを、 上下の回転定盤 間で少なくとも自転させることにより、 複数のキヤリアに保持された複 数のワークを同時に両面研磨する研磨装置本体と、 複数のキヤリァに代 えて上下の回転定盤間に配置され、 キヤリアと同様に上下の回転定盤間 で少なくとも自転することにより、 上下の回転定盤の対向面に装着され た研磨布を処理する複数の処理体を収納する収納部と、 収納部から上下 の回転定盤間に複数の処理体を供給し、 使用後の処理体を上下の回転定 盤間から排出する搬送部とを具備する両面研磨装置。
1 3 . 前記処理体は、 研磨布を清掃するブラシ及び Z又は研磨布を面な らしするドレッサである請求の範囲第 1 2項に記載の両面研磨装置。
1 4 . 前記搬送部は、 研磨前のワークを上下の回転定盤間に供給し、 研 磨後のワークを上下の回転定盤間から排出するワーク搬送部と兼用され る請求の範囲第 1 2項に記載の両面研磨装置。
1 5 . 研磨装置本体は、 ワークの両面を研磨する一対の回転定盤と、一 対の回転定盤間の回転中心部周囲に配置され、 それぞれがワークを偏心 して保持する複数の歯車型のキヤリアと、 一対の回転定盤間の回転中心 部に配置され、 周囲に配置された複数のキヤリアに嚙み合って複数のキ ャリァを同期して自転させるセンタ一ギヤと、 複数のキヤリァの周囲に 各キヤリアに対応して分散配置され、 それぞれが内側のキヤリアに嚙み 合ってそのキヤリァを前記センタ一ギヤと共同して定位置に保持して自 転させる複数の自転手段とを具備する請求の範囲第 5項、 第 1 0又は第 1 2項に記載の両面研磨装置。
1 6 . 各自転手段は、 キャリアに 1位置又は 2位置以上で嚙み合うと共 に、 歯すじが回転軸に沿った 1又は複数の回転歯車を有する請求の範囲 第 1 5項に記載の両面研磨装置。
1 7 . 前記回転歯車は回転軸方向に移動可能である請求の範囲第 1 6項 に記載の両面研磨装置。
1 8 . 前記回転歯車は厚みが薄い複数の薄肉歯車を回転軸方向に積層し て構成されている請求の範囲第 1 6項に記載の両面研磨装置。
1 9 . 前記回転歯車は樹脂製であることを特徵とする請求の範囲第 1 6 項に記載の両面研磨装置。
2 0 . 各自転手段はウォームギヤによりキャリアを自転させる構成であ る請求の範囲第 1 5項に記載の両面研磨装置。
2 1 . 前記ウォームギヤは樹脂製であることを特徴とする請求の範囲第 2 0項に記載の両面研磨装置。
2 2 . 研磨装置本体は、 ゥエーハを保持する複数のキャリアが上下の回 転定盤間に回転方向に所定間隔で配置されると共に、 各キヤリアが定盤 中心側の太陽ギヤ及び定盤周辺側のィンナギヤに嚙み合い、 各キヤリァ が上下の回転定盤間で遊星運動を行うことにより、 各キヤリアに保持さ れたゥエーハの両面を研磨する方式であり、 上下の回転定盤間に砥液を 供給する複数の砥液供給路が上側の回転定盤に設けられ、 下側の回転定 盤の中心部分に太陽ギヤが一体化されている請求の範囲第 5項、 第 1 0 項又は第 1 2項に記載の両面研磨装置。
2 3 . 上側の回転定盤が、 下側の回転定盤に対して独立に回転駆動され る請求の範囲第 2 2項に記載の両面研磨装置。
2 4 . 研磨装置本体は、 内側にゥェ一ハを保持する環状のキャリアが上 下の定盤間で遊星運動を行うことにより、 キヤリア内に保持されたゥェ 一八の両面を研磨する方式であり、 前記キャリアの内周面に、 ゥェ—ハ の外周面に形成された切り欠き部に嵌合する凸部を設けた請求の範囲第
5項、 第 1 0項又は第 1 2項に記載の両面研磨装置。
2 5 . ゥヱ一ハの外周面に形成された切り欠き部が、 そのゥェ一八の結 晶方位を表す Vノツチ又はオリエンテ一ションフラッ 卜である請求の範 補正書の請求の範囲
[ 2 0 0 0年 1 0月 2 0日 （2 0 . 1 0 . 0 0 ) 国際事務局受理：出願当初の請求の範囲 1 5 , 8— 1 1は補正された；出願当初の請求の範囲 3 , 4 , 7 , 1 8 1 9 , 2 4— 2 6は取り下げられた；他の請求の範囲は変更なし。 （ 5頁）]
1 . (補正後） 研磨すべきワークを保持する複数のキャリアを、 上下の 回転定盤間で少なくとも自転させることにより、 複数のキヤリアに保持 された複数のワークを同時に両面研磨する両面研磨方法において、 下定 盤上にワークを供袷する前に該ワークをキヤリアと合体させる工程と、 キャリアと合体されたワークを合体状態のまま下定盤上に供給する工程 とを含んでおり、 キヤリアと合体されたワークを下定盤上に供給する際 に、 その供給を定位置に行うべく、 下定盤を所定角度ずつ回転させる割 り出し操作を行うと共に、 下定盤の割り出し操作を行う際に、 既に下定 盤上に載置されているキヤリァの下定盤に対する相対運動が生じないよ うに、 その割り出し操作を行う両面研磨方法。
2 . 研磨後のワークをキヤリアと別に、 又はキャリアと合体状態のまま 下定盤上から排出する請求の範囲第 1項に記載の両面研磨方法。
3 . (削除）
4 . (削除）
5 . (補正後） 研磨すべきワークを保持する複数のキャリアを、 上下の 回転定盤間で少なくとも自転させることにより、 複数のキヤリアに保持 された複数のワークを同時に両面研磨する研磨装置本体と、 研磨装置本 体の外側でワークをキヤリアに合体させる合体機構と、 研磨装置本体の 外側でキャリアと合体されたワークを合体状態のまま下定盤上に供給す る供給機構とを具備しており、 前記合体機構は、 キャリアを位置合わせ する第 1の位置合わせ機構と、 ワークをキャリアと合体させる前に位置 合わせする第 2の位置合わせ機構と、 位置合わせされたワークを位置合 わせされたキヤリア内に搬送する搬送機構とを有する両面研磨装置。
6 . 前記供給機構は、 下定盤上で研磨を終えたワークをキャリアと合体
5 8
捕正された用紙 （条約第 19条） 状態のまま研磨装置本体の外側に排出する排出機構を兼ねる請求の範囲 第 5項に記載の両面研磨装置。
7 . (削除）
8 . (補正後） 研磨すべきワークを保持する複数のキャリアを、 上下の 回転定盤間で少なくとも自転させることにより、 複数のキヤリアに保持 された複数のワークを同時に両面研磨する両面研磨方法において、 下側 の回転定盤に、 定盤表面に開口する複数の流体ノズルを回転定盤間の複 数のワークに対向するように設け、 上下の回転定盤間で両面研磨を終え た後、 上下の回転定盤を離反させる際に、 下側の流体ノズルによる吸引 により、 複数のワークを下側の回転定盤上に保持することを特徴とする 両面研磨方法。
9 . (補正後） 定盤表面に開口する複数の流体ノズルを上側の回転定盤 に設け、 上下の回転定盤を離反させる際に、 上側の回転定盤に設けられ た流体ノズルから液体を噴射する請求の範囲第 8項に記載の両面研磨方 法。
1 0 . (補正後） 研磨すべきワークを保持する複数のキヤリアを、 上下 の回転定盤間で少なくとも自転させることにより、 複数のキヤリアに保 持された複数のワークを同時に両面研磨する研磨装置本体を備えており 、 下側の回転定盤に、 定盤表面に開口する複数の流体ノズルを回転定盤 間の複数のワークに対向するように設け、 下側の回転定盤に設けられた 複数の流体ノズルを吸引機構と接続した両面研磨装置。
1 1 . (補正後） 定盤表面に開口する複数の流体ノズルを上側の回転定 盤に設け、 その流体ノズルを液体供袷機構と接続した請求の範囲第 1 0 項に記載の両面研磨装置。
1 2 . 研磨すべきワークを保持する複数のキャリアを、 上下の回転定盤 間で少なくとも自転させることにより、 複数のキヤリアに保持された複
5 9 補正された用紙 （条約第 19条） 数のワークを同時に両面研磨する研磨装置本体と、 複数のキヤリアに代 えて上下の回転定盤間に配置され、 キヤリアと同様に上下の回転定盤間 で少なくとも自転することにより、 上下の回転定盤の対向面に装着され た研磨布を処理する複数の処理体を収納する収納部と、 収納部から上下 の回転定盤間に複数の処理体を供給し、 使用後の処理体を上下の回転定 盤間から排出する搬送部とを具備する両面研磨装置。
1 3 . 前記処理体は、 研磨布を清掃するブラシ及び Z又は研磨布を面な らしするドレッサである請求の範囲第 1 2項に記載の両面研磨装置。
1 4 . 前記搬送部は、 研磨前のワークを上下の回転定盤間に供袷し、 研 磨後のワークを上下の回転定盤間から排出するワーク搬送部と兼用され る請求の範囲第 1 2項に記載の両面研磨装置。
1 5 . 研磨装置本体は、 ワークの両面を研磨する一対の回転定盤と、一 対の回転定盤間の回転中心部周囲に配置され、 それぞれがワークを偏心 して保持する複数の歯車型のキヤリアと、 一対の回転定盤間の回転中心 部に配置され、 周囲に配置された複数のキャリアに嚙み合って複数のキ ャリアを同期して自転させるセンターギヤと、 複数のキヤリアの周囲に 各キヤリアに対応して分散配置され、 それぞれが内側のキヤリアに嚙み 合ってそのキヤリァを前記センターギヤと共同して定位置に保持して自 転させる複数の自転手段とを具備する請求の範囲第 5項、 第 1 0又は第 1 2項に記載の両面研磨装置。
1 6 . 各自転手段は、 キャリアに 1位置又は 2位置以上で嚙み合うと共 に、 歯すじが回転軸に沿った 1又は複数の回転歯車を有する請求の範囲 第 1 5項に記載の両面研磨装置。
1 7 . 前記回転歯車は回転軸方向に移動可能である請求の範囲第 1 6項 に記載の両面研磨装置。
1 8 . (削除）
6 0 補正された用紙 （条約第 19条）
1 9 . (削除）
2 0 . 各自転手段はウォームギヤによりキャリアを自転させる構成であ る請求の範囲第 1 5項に記載の両面研磨装置。
2 1 . 前記ウォームギヤは樹脂製であることを特徵とする請求の範囲第 2 0項に記載の両面研磨装置。
2 2 . 研磨装置本体は、 ゥエーハを保持する複数のキャリアが上下の回 転定盤間に回転方向に所定間隔で配置されると共に、 各キヤリアが定盤 中心側の太陽ギヤ及び定盤周辺側のィンナギヤに嚙み合い、 各キャリア が上下の回転定盤間で遊星運動を行うことにより、 各キヤリァに保持さ れたゥエーハの両面を研磨する方式であり、 上下の回転定盤間に砥液を 供給する複数の砥液供給路が上側の回転定盤に設けられ、 下側の回転定 盤の中心部分に太陽ギヤが一体化されている請求の範囲第 5項、 第 1 0 項又は第 1 2項に記載の両面研磨装置。
2 3 . 上側の回転定盤が、 下側の回転定盤に対して独立に回転駆動され る請求の範囲第 2項に記載の両面研磨装置。
2 4 . (削除）
2 5 . (削除）
2 6 . (削除）
2 7 . 水平に支持されたゥェ一ハを移載するために少なくとも 2方向に 移動するロボッ トアームと、 ロボッ トアームに取り付けられて前記ゥェ —ハの上面を吸着する上面吸着チヤックとを具備しており、 上面吸着チ ャックは前記ゥエーハの周緣部上面に円環状に接触し、 且つその円環状 の接触面に、 周方向に隙間をあけて形成された複数の吸引口を有する外 周部環状吸着型である請求の範囲第 5項、 第 1 0項又は第 1 2項に記載 の両面研磨装置。
2 8 . 水平に支持されたゥエーハを移載するために少なくとも 2方向に
6 1
補正された用紙 （条約第 19条） 移動するロボッ トアームと、 ロボッ 卜アームに取り付けられ、 前記ゥェ —ハを下方から支承してその下面を吸着する下面吸着チヤックとを具備 しており、 下面吸着チヤックは前記ゥエーハの周縁部下面の周方向一部 に円弧状に接触し、 且つその円弧状の接触面に、 周方向に隙間をあけて 形成された複数の吸引口を有する外周部弧状吸着型である請求の範囲第
5項、 第 1 0項又は第 1 2項に記載の両面研磨装置。
6 2
補正された用紙 （条約第 19条） 条約第 1 9条 （ 1 ) に基づく説明書 請求の範囲第 1項は、 第 3項及び第 4項に記載の事項を限定し、 キヤ リアと合体されたワークを下定盤上に供給する際の下定盤の割り出し操 作を明確にした。
この割り出し操作を行うには、 下定盤の回転に伴うキヤリアの公転の みを許容する （自転を阻止する） 必要がある。
このような下定盤の割り出し操作は、 いずれの引用文献にも記載され ていない。 また、 ワークの下面の不用意な研磨を防止するという固有の 効果を奏する。
請求の範囲第 5項は、 第 7項に記載の事項を限定し、 合体機構の構成 を明確にした。
この構成の合体機構は、 いずれの引用文献にも記載されていない。 ま た、 簡単な装置構成で確実な合体操作を可能にするという固有の効果を 奏する。
請求の範囲第 8項及び第 1 0項は、 下側の回転定盤に設けた吸引ノズ ルで、 ワークを下側の回転定盤の側に保持することを必須構成要件とし た。
この構成要件は、 いずれの引用文献にも記載されていない。 また、 上 下の回転定盤間からのワークの自動排出を可能とし、 合わせてワークの 機械的なダメージ及び乾燥を確実に防止するという効果を奏する。
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